验证动量守恒定律知识点题库

某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律，相应的操作步骤如下：

A．将斜槽固定在桌面上，使斜槽末端保持水平，并用“悬挂重锤”的方法在水平地面上标定斜槽末端正下方的O点．

B．取入射小球a，使之自斜槽上某点静止释放，并记下小球a的落地点P₁；

C．取被碰小球b，使之静止于斜槽末端，然后让小球a自斜槽上同一点由静止释放，运动至斜槽末端与小球b发生碰撞，并记下小球a的落地点M和小球b的落地点N；

D．测量有关物理量，并利用所测出的物理量做相应的计算，以验证a、b两小球在碰撞过程中所遵从的动量守恒定律．

（1）在下列给出的物理量中，本实验必须测量的有（填写选项的序号）．
①小球a的质量m₁和小球b的质量m₂；
②小球a在斜槽上的释放点距斜槽末端的竖直高度h；
③斜槽末端距水平地面的竖直高度H；
④斜槽末端正下方的O点距两小球落地点P、M、N的水平距离OP、OM、ON；
⑤小球a自斜槽上某点处由静止释放直至离开斜槽末端所经历的时间t₀；
⑥小球a、b自离开斜槽末端直至落地经历的时间t．
（2）步骤C和步骤B中小球a的释放点相同的原因；步骤B和步骤C中选取入射小球a的质量m₁和被碰小球b的质量m₂间的关系应该为m₁m₂（填“＞”或“＜”）．
（3）实验中所测量的物理量之间满足关系式，就可证实两小球在碰撞过程中遵从动量守恒定律．

某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

（1）本实验必须测量的物理量有以下哪些

A . 斜槽轨道末端到水平地面的高度H； B . 小球a、b的质量分别为m_a、m_b； C . 小球a、b的半径r； D . 小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间； E . 记录纸上O点到A，B，C各点的距离OA，OB，OC； F . a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h．
（2）小球a、b的质量应该满足关系
（3）放上被碰小球后两小球碰后是否同时落地？
如果不是同时落地对实验结果有没有影响？为什么？
这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的点和点．
（4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是．

某同学设计了如图的实验装置验证动量守恒定律．具体设计步骤如下：

A．用天平称出A、B两个小球的质量m_A、m_B；

B．用细线将A、B连接，使A、B间的弹簧压缩（弹簧长度较小且不与小球拴接），放在桌面上的指定位置；

C．剪断细线，两个小球在桌面上滑行后由两侧飞出桌边并落在地面上，记录小球落地点；

D．测量相应物理量，记录数据并进行验证．

（1）关于上述实验需要注意的事项，下列说法正确的有　

A . 桌面尽可能光滑 B . 桌面不需要调节水平 C . 两小球的密度要相同
（2）实验中需要用到的测量工具有：天平和
（3）实验中需要测量的物理量是（写出测量物理量的名称和字母）：
A球质量m_A、B球质量m_B、
（4）上述测得的物理量，在实验误差允许的范围内，满足关系式，即可验证动量守恒定律．

如图所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器．

它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨以及滑块A、B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

（a）用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B ．

（b）调整气垫导轨，使导轨处于水平．

（c）在滑块A、滑块B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．

（d）用刻度尺测出滑块A的左端至板C的距离L₁ ．

（e）按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当滑块A、B分别碰撞挡板C、D时停止计时，计下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t₁和t₂ ．

（1）实验中还应测量的物理量是．
（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是，由此公式算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是．
（3）利用上述实验数据还能测出被压缩弹簧的弹性势能，请写出表达式．

某同学用如图所示装置来探究碰撞中动量是否守恒，让质量为 $\text{[math]}$ 的入射小球 $\text{[math]}$ 从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为 $\text{[math]}$ 的被碰小球 $\text{[math]}$ 发生碰撞， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是小球在水平面上落点的平均位置。

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（1）实验中必须要求的条件是（）

A . 斜槽必须是光滑的 B . 斜槽末端的切线必须水平 C . 要测量槽口离地的高度 D . $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的球心在碰撞瞬间必须在同一高度
（2）两小球的质量应满足（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . 对两球质量关系无要求
（3）若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式成立。（用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）

某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验，在小车A的前端粘有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起继续做匀速运动，如图甲所示．在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为50 Hz.

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（1）若已得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间的距离．则应选图中段来计算A碰前的速度，应选段来计算A和B碰后的速度．
（2）已测得小车A的质量m_A＝0.40 kg，小车B的质量m_B＝0.20 kg，则由以上结果可得碰前m_Av_A＋m_Bv_B＝kg·m/s，碰后m_Av′_A＋m_Bv′_B＝kg·m/s.
（3）从实验数据的处理结果来看，A、B碰撞的过程中，可能哪个物理量是不变的？ .

某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：

(ⅰ)将斜槽固定在水平桌面上，调整末端切线水平；

(ⅱ)将白纸固定在水平地面上，白纸上面放上复写纸；

(ⅲ)用重锤线确定斜槽末端在水平地面上的投影点O；

(ⅳ)让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录小球的落地点，重复多次，确定落点的中心位置Q；

(ⅴ)将小球B放在斜槽末端，让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录两小球的落地点，重复多次，确定A、B两小球落点的中心位置P、R；

(ⅵ)用刻度尺测量P、Q、R距O点的距离x₁、x₂、x₃；

(ⅶ)用天平测量小球A、B质量m₁、m₂；

(ⅷ)分析数据，验证等式m₁x₂=m₁x₁+m₂x₃是否成立，从而验证动量守恒定律。

请回答下列问题

（1）步骤(ⅴ)与步骤(ⅳ)中定位卡的位置应；
（2）步骤(ⅳ)与步骤(ⅴ)中重复多次的目的是；
（3）为了使小球A与B碰后运动方向不变，A、B质量大小关系为m₁m₂（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（4）如图乙是步骤(ⅵ)的示意图，则步骤(ⅳ)中小球落点距O点的距离为m。

如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

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（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量______ （填选项前的符号），间接地解决这个问题．

A . 小球开始释放高度h B . 小球抛出点距地面的高度H C . 小球做平抛运动的射程
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m₁多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程．然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的符号）．

A . 用天平测量两个小球的质量m₁、m₂ B . 测量小球m₁开始释放高度h C . 测量抛出点距地面的高度H D . 分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N E . 测量平抛射程OM、ON
（3）若入射小球质量为m₁ ，半径为r₁；被碰小球质量为m₂ ，半径为r₂ ，则m₁ m₂ ， r₁ r₂（填“＞”，“＜”或“=”）
（4）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为（用（2）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为（用（2）中测量的量表示）．

如图所示，在做“碰撞中的动量守恒”实验中，

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（1）下列测定入射小球和被碰小球在碰撞前后的速度的方法或原理正确的是_______

A . 用秒表测出时间t，用刻度尺测出位移s，用 $\text{[math]}$ 求出速度 B . 测出打点计时器在纸带上打下的点间距离s₁、s₂ ，用 $\text{[math]}$ 求出速度 C . 用小球离开桌面后的水平射程x来代替速度 D . 测出小球下落高度h，用 $\text{[math]}$ 求出速度
（2）下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是_____

A . 秒表 B . 天平 C . 刻度尺 D . 弹簧秤
（3）完成本实验，下列必须要求的条件是___________

A . 斜槽轨道必须光滑以减少误差 B . 斜槽轨道末端的切线必须水平 C . 入射球和被碰球的质量必须相等 D . 入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（4）某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m₁和被碰小球质量m₂之比为．

关于“验证动量守恒定律”的实验，请完成下列问题：

（1）如图所示，在做“验证动量守恒定律”的实验时，实验必须要求满足的条件是（_____）

A . 斜槽轨道必须是光滑的 B . 斜槽轨道末端的切线必须是水平的 C . 入射小球每次必须从同一位置静止释放 D . 若入射小球质量为m₁ ，被碰小球质量为m₂ ，则需满足m₁>m₂
（2）若两个小球相碰前后的动量守恒，其表达式可以表示为，若碰撞是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式应为。（用m₁ 、m₂、OM、OP、ON表示）

如图所示为验证动量守恒定律实验装置，a、b是两个大小相同的小球，某同学按照以下步骤进行操作：

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①在木板表面上钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，使小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；

②将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球a从固定点处由静止释放，撞到木板上．重复多次，用尽可能小的圆把小球的落点圈在里面，其圆心处于小球落点的平均位置，得到痕迹B；

③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从固定点处由静止释放，在斜槽水平末端和小球b发生碰撞，重复多次，并使用与第②步同样的方法分别标出碰撞后两个小球落点的平均位置，得到两球撞在木板上的痕迹A和C。

（1）小球a和b碰撞后，小球a的落点痕迹是（填“A”或“C”）；
（2）完成本实验，必须测量的物理量有______；

A . 小球a开始释放的高度h B . 木板水平向右移动的距离l C . 小球a和b的质量m₁、m₂ D . O点到A，B，C三点的距离y₁、y₂、y₃
（3）假设第（2）小问中所选的物理量均为已知，若满足条件（用所选的物理量表示），则表示两小球碰撞动量守恒，若进一步满足条件（用所选的物理量表示），则表示两小球发生的是弹性碰撞。

用如图所示的装置可以验证动量守恒定律．

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（1）实验中质量为 $\text{[math]}$ 的入射小球和质量为 $\text{[math]}$ 的被碰小球的质量关系是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （选填“大于”、“等于”、“小于”）
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的投影实验时，先让入射小球 $\text{[math]}$ 多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP然后，把被碰小球 $\text{[math]}$ 静置于轨道的水平部分，再将入射小球 $\text{[math]}$ 从斜轨上S位置静止释放，与小球 $\text{[math]}$ 相碰，并多次重复本操作．接下来要完成的必要步骤是_____．（填选项前的字母）

A . 用天平测量两个小球的质量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B . 测量小球 $\text{[math]}$ 开始释放的高度h C . 测量抛出点距地面的高度H D . 分别通过画最小的圆找到 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 相碰后平均落地点的位置M、N E . 测量平抛射程OM、ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为（用（2）中测量的量表示）；
（4）经过测定， $\text{[math]}$ =45.0g， $\text{[math]}$ =7.5g，小球落地的平均位置距O点的距离如图所示．若用长度代表速度，则两球碰撞前“总动量”之和为g·cm，两球碰撞后“总动量”之和为g·cm．
（5）用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似．图中D、E、F到抛出点B的距离分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ．若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______.

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图，用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。

接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

（1）步骤1中小球A在地面上的落点位置为（填“M”、“P”、“N”）。
（2）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有（____）

A . 小球1和小球2的质量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B . B点离地面的高度h C . A，B两点的高度差 $\text{[math]}$ D . 小球1和小球2的半径r
（3）实验中造成误差的可能情况有______________。

A . 用直尺测量的线段OM、OP、ON长度值 B . 轨道不光滑 C . 轨道末端不水平 D . 轨道末端到地面的高度未测量
（4）当所测物理量满足表达式（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。

某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次，再把同样大小的b球静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让a球仍从原固定点由静止开始滚下与b球相碰，碰后两球分别落在记录纸的不同位置，重复10次。

（1）关于实验，下列说法正确的是___________

A . 实验时，A，B两个小球相碰后应同时落地 B . 实验时，A，B两个小球的直径可以不相同 C . 实验时，入射球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 D . 实验时，斜槽末端的切线必须水平
（2）实验必须测量的物理量是______（填序号字母）

A . A，B两个小球的质量m_a、m_b B . 斜槽轨道末端到水平地面的高度H C . a球的固定释放点到斜槽轨道末端的高度h D . A，B两个小球离开斜槽轨道听做平抛运动的飞行时间 E . 记录纸上O点到两小球的平均落点位置A，B，C的距离
（3）入射a球从固定点下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实脸结果是否会有影啊？并说明理由。
（4）如果以各球落点所在直线为x轴，以O为原点，A，B、C三点坐标分别为x_A=0.4m，x_n=1.0m，x_C=1.2m，若碰撞中符合动量守恒。实验所用小球直径均为2cm则A，B两小球的质量之比。

某实验组同学利用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律，已知挡光条的挡光宽度为L，实验装置如题图所示，采用的实验步骤如下：

a．调节气垫导轨底座螺母，使导轨成水平状态；

b．在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条细线捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部；

c．将光电门远离滑块C、D两端；

d．烧断捆绑的细线，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B；

e．由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时挡光条挡光的时间，以及滑块D第一次通过光电门B时挡光条挡光的时间；

（1）实验中还应测量的物理量是；（写出名称及表示符号）
（2）根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是；上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是；
（3）利用上述实验数据（填写“能”或“否”）测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出计算表达式，若不能说明理由：；
（4）小组里某同学发现某次操作时，由于光电门离滑块太近，在弹簧还没完全弹开时滑块C、D同时通过了光电门，请你帮他判断，此时测量数据动量守恒吗？（选填“守恒”或“不守恒”）

用如图所示装置探究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为d=5.0 mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为t₁=0.040 s，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为t₂=0.062 s，左侧滑块质量为m₁=1 kg，右侧滑块质量为m₂=1.5 kg，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m₁v₁+m₂v₂=kg·m/s，这个实验结果说明：。(以水平向左为正方向，结果保留到小数点后3位)

某同学设计了如图所示的实验验证动量守恒定律。所用的器材有：

A.量筒(比较长，筒壁上有均匀刻度线)

B.游标卡尺

C.天平

D.两个小球(橡胶材质的上浮小球，硬塑料材质的下沉小球)

E.细线(其质量可以忽略不计)

F.记号笔

实验步骤如下：

①选择合适大小的小球，使通过细线相连的两球体恰好悬浮在水中；

②用天平称量两个小球的质量，上浮小球的质量为m₁ ，下沉小球的质量为m₂；

③用记号笔记录两个小球在盛水量筒中悬浮的位置；

④剪断细线；

⑤用记号笔记录某时刻两个小球的位置；

⑥多次实验，分别计算出两个小球在相同时间内上浮和下沉的高度，记录在表格中。

该同学按此方案进行实验后，测得的数据如下表所示，请回答问题：

小球	质量	上浮/下沉的高度
小球	质量	第一次	第二次	第三次	第四次	平均
上浮小球	m₁=4.74 g	46.20 mm	46.22 mm	46.20 mm	46.18 mm	$\text{[math]}$
下沉小球	m₂=5.44 g	40.26 mm	40.24 mm	40.26 mm	40.26 mm	$\text{[math]}$

（1）上浮小球4次上浮的平均高度 $\text{[math]}$ =46.20 mm，下沉小球4次下沉的平均高度 $\text{[math]}$ 为mm(结果保留两位小数)。
（2）在实验误差允许的范围内，当所测物理量满足表达式时，即说明剪断细线后，两小球的动量守恒。

A . m₁ $\text{[math]}$ =m₂ $\text{[math]}$ B . m₁ $\text{[math]}$ =m₂ $\text{[math]}$ C . m₁ $\text{[math]}$ =m₂ $\text{[math]}$
（3）下列关于本实验的一些说法中，你认为正确的是。

A . 两个小球在水中运动的速度要适中，不能过快 B . 上浮小球选用密度更小的小球，实验效果更好 C . 剪断细线时对球的扰动大，不会引起误差 D . 选择合适大小的小球使得通过细线相连的两球可以在水中悬浮后，再把细线剪断，用镊子夹住两截断线使两球在水中静止，松开镊子两球开始运动，这种改进更好

某研究性学习小组从北京冬奥会冰壶比赛项目中获得启发，利用冰壶碰撞来验证动量守恒定律。该小组在两个相同的奶粉罐中加水，放在户外结冰后制成两只质量不同的冰壶A和B，在户外一块平整的水平地面上泼水结冰形成冰面。小组成员用如图甲（俯视）所示的装置压缩弹簧后将冰壶弹出，此冰壶与另一只静止的冰壶发生碰撞。主要实验步骤如下∶

①固定发射装置，将冰壶A压缩弹簧后释放；

②标记冰壶A停止时的位置，在冰壶运动路径上适当位置标记一定点O，测出冰壶A停止时右端到O点的距离，如图乙所示。重复多次，计算该距离的平均值记为 $\text{[math]}$ ；

③将冰壶B静置于冰面，左端位于O点。重新弹射冰壶A，使两冰壶对心正碰，测出冰壶A停止时右端距O点的距离和冰壶B停止时左端距O点的距离。重复多次，分别计算距离的平均值记为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，如图丙所示。

（1）实验中，应如何操作才能确保冰壶A每次到达O点时的速度均相同？
（2）为完成实验，还需要测出，验证动量守恒定律的表达式为（用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和测量物理量对应的字母表示）。

某同学使用两个大小相同而质量不等的小球，利用图示装置验证动量守恒定律。将正确的实验操作获得实验中落点痕迹到O点距离 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。A、B小球的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 大于 $\text{[math]}$ ，若两球碰撞动量守恒，则满足（）。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

用如图所示装置，通过 A、B 两球的碰撞可以来验证动量守恒定律。

（1）实验中必须满足的条件是____。

A . 斜槽轨道尽量光滑以减小误差 B . 斜槽轨道末端的切线必须水平 C . 两球的材质必须相同 D . 两球半径必须相同
（2）测量所得入射球 A的质量为m_A ，被碰撞小球B的质量为m_B ，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的某一位置多次由静止释放，找到其平均落点的位置 P，测得平抛射程为 xOP ；再将入射球 A 从斜轨上相同位置多次由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为xOM和 xON，在误差允许范围内，当所测物理量满足表达式时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果两球的碰撞为弹性碰撞，还要满足的表达式为。（请用题中物理量表示）

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