Question

【題目】如圖所示是用來驗證動量守恒的實(shí)驗裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)正下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實(shí)驗時，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，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(diǎn)，并使之靜止，同時把球2放在立柱上．釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時與球2發(fā)生對心碰撞．碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)．測出有關(guān)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(zhì)量m1、m2，A點(diǎn)離水平桌面的距離為a，B點(diǎn)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(shí)驗中動量守恒的表達(dá)式為____．（忽略小球的大�。�

Answer 1

【答案】（1）C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離c、立柱高h(yuǎn)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(yùn)動的分位移公式求解碰撞后球2的速度，所以要測量C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離c、立柱高h(yuǎn)，桌面高H；球1從A處下擺過程只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有m1g（a－h(huán)）＝m1v，

碰撞后球1上升到最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有

m1g（b－h(huán)）＝m1v，

所以該實(shí)驗中動量守恒的表達(dá)式為：m1v1＝m2v3＋m1v2，

碰后球2有h＋H＝gt2，c＝v3t．

聯(lián)立解得2m1＝2m1＋m2．