Question

【題目】（1）下圖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點下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實驗時，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．測出有關數據即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒．現已測出A點離水平桌面的距離為a．B點離水平桌面的距離為b，立柱的高h ，C點與桌子邊沿間的水平距離為c．此外還要測量的量是___________、_____________、和_____________．該實驗中兩球碰前瞬間的總動量P1的表達式=___________________，兩球碰后瞬間的總動量P2的表達式=______________ 代入測量的數據比較P1、 P2是否相等。

（2）若在水平地面的放上記錄紙，讓C球留下痕跡，重復（1）的操作10次，得到10個落點痕跡。C球落點痕跡如圖所示，其中米尺水平放置，零點與桌子邊沿對齊。則碰撞后C球的水平射程應取為_________cm。

Answer 1

【答案】 球1質量m1 球2質量m2 桌面離地面的高H 63.5cm

【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，所以要測量12兩個小球的質量，1球下擺過程機械能守恒，根據守恒定律列式求最低點速度；球1上擺過程機械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球2做平拋運動，根據平拋運動的分位移公式求解碰撞后2球的速度，然后驗證動量是否守恒即可．

要驗證動量守恒，就需要知道碰撞前后的動量，所以要測量1、2兩個小球的質量，要通過平拋運動的分位移公式求解碰撞后2球的速度，所以要測量立柱高h，桌面高H；
小球1從A處下擺過程只有重力做功，機械能守恒，根據機械能守恒定律，有，解得： ，所以碰撞前動量

碰撞后1小球上升到最高點的過程中，機械能守恒，根據機械能守恒定律，有，解得，碰撞后小球2做平拋運動，所以2球碰后速度，所以碰撞后的動量

小球的落點要用盡量小的圓將盡量多的落點圈起來，圓心的位置就是平均落點．碰撞后B球的水平射程為63.5cm．