Question

用如圖所示裝置來驗證動量守恒定律,質量為m_A的鋼球A用細線懸掛于O點,質量為m_B的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上,O點到A球球心的距離為L,使懸線在A球釋放前伸直,且線與豎直線夾角為α,A球釋放后擺到最低點時恰與B球正碰,碰撞后,A球把輕質指示針OC推移到與豎直線夾角β處,B球落到地面上,地面上鋪有一張蓋有復寫紙的白紙D,保持α角度不變,多次重復上述實驗,白紙上記錄到多個B球的落點.

 

(1)圖中x應是B球初始位置到　　　　的水平距離. 

(2)為了驗證兩球碰撞過程動量守恒,應測得的物理量有:　　　　. 

(3)用測得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動量:p_A=　　　　,p_A'=　　　　,p_B=　　　　,p_B'=　　　　. 

Answer 1

解析:(1)對照本實驗可知,本方法的實驗原理與基本實驗原理相同,僅將A球代替原入射小球.x應是B球初始位置到落點的水平距離.(2)不難想到為驗證動量守恒,必須測質量m_A、m_B.為測得入射球碰撞前后速度,根據(jù)機械能守恒定律,mgL(1-cos α)=m;mgL(1-cos β)=mv₁'².故必須測得的物理量為α、β、L;同理,B碰后做平拋運動,為測量碰后B的速度v₂',還必須測量H、x.(3)由(2)知p_A=m_A,p_A'=m_A,p_B=0,p_B'=m_Bx.

答案:(1)落點　(2)m_A、m_B、x、α、β、L、H

(3)m_A　m_A　0　m_Bx