Question

【題目】為了驗證碰撞中的動量守恒，某同學做了如下實驗：將一已知質量為m1的滑塊A放于足夠大的水平面上，將另一已知質量為m2（m2＞m1）的小球B系于繩的一端，繩的另一端固定在A的正上方O點，且繩長剛好等于O到A的距離。現(xiàn)將B拉至與豎直方向成一定角度并將其由靜止釋放，釋放后A、B發(fā)生正碰，已知滑塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ（忽略兩物體的大小及空氣阻力），為了完成實驗，則：

（1）只需用一個測量儀器即可完成本實驗，該儀器為_____。

（2）本實驗需要直接測量的物理量是_____。

（3）表示碰撞中動量守恒的表達式為_____（用題中已知量和（2）中測量的物理量表示）

Answer 1

【答案】毫米刻度尺 B球開始下落時距地面的高度h1，碰撞后B上升的高度h2，碰撞后A滑行的距離x

【解析】

設小球B開始下擺時的高度為h1，碰撞后B上擺的最大高度為h2，小球擺動過程機械能守恒，由機械能守恒定律得：m2gh1=m2v02，m2gh2=m2vB2，

解得；，，

碰撞后，對A，由動能定理得：μm1gx=m1vA2

解得：，

碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：m2v0＝m2vB+m1vA，

整理得： ；

第一空.實驗需要測量小球B運動的高度h1、h2與A滑行距離x，需要用毫米刻度尺；

第二空.實驗需要測量：B球開始下落時距地面的高度h1，碰撞后B上升的高度h2，碰撞后A滑行的距離x；

第三空.實驗需要驗證的表達式為：；