Question

【題目】如圖所示是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點正下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實驗時，調節(jié)懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2接觸且兩球等高．將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上．釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發(fā)生對心碰撞．碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點．測出有關數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒．現(xiàn)已測出彈性球1和2的質量m1、m2，A點離水平桌面的距離為a，B點離水平桌面的距離為b．此外：

（1）還需要測量的量是__、____和____．

（2）根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該實驗中動量守恒的表達式為____．（忽略小球的大小）

Answer 1

【答案】（1）C點與桌子邊沿間的水平距離c、立柱高h和桌面高H．

（2）2m1＝2m1＋m2

【解析】

試題分析：要驗證動量守恒，就需要知道碰撞前后的動量，要通過平拋運動的分位移公式求解碰撞后球2的速度，所以要測量C點與桌子邊沿間的水平距離c、立柱高h，桌面高H；球1從A處下擺過程只有重力做功，機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律，有m1g（a－h(huán)）＝m1v，

碰撞后球1上升到最高點的過程中，機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律，有

m1g（b－h(huán)）＝m1v，

所以該實驗中動量守恒的表達式為：m1v1＝m2v3＋m1v2，

碰后球2有h＋H＝gt2，c＝v3t．

聯(lián)立解得2m1＝2m1＋m2．