Question

【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，用輕質(zhì)細(xì)線將小球1懸掛于O點(diǎn)，使小球1的球心到懸點(diǎn)O的距離為L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上。將小球1從右方的A點(diǎn)（OA與豎直方向的夾角為α）由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與小球2發(fā)生正碰，碰撞后，小球1繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)到C位置，小球2落到水平地面上到桌面邊緣水平距離為x的D點(diǎn)。

（1）實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)測(cè)得上述物理量中的α、L、x，為了驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，還應(yīng)該測(cè)量的物理量有 （要求填寫(xiě)所測(cè)物理量的名稱及符號(hào)）。

（2）請(qǐng)用測(cè)得的物理量結(jié)合已知物理量來(lái)表示碰撞前后小球1、小球2的動(dòng)量: p1= ；p1’= ；p2= ；p2’= 。

Answer 1

【答案】1）小球1的質(zhì)量m1，小球2的質(zhì)量m2，桌面高度h，OC與OB間的夾角 β

（2），0，，

【解析】試題分析：（1）為了驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，需要測(cè)量?jī)尚∏虻馁|(zhì)量，小球1質(zhì)量m1，小球2質(zhì)量m2，小球1碰撞前后的速度可以根據(jù)機(jī)械能守恒定律測(cè)出，所以還需要測(cè)量OC與OB夾角β，需要通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量出小球2碰后的速度，需要測(cè)量水平位移S和桌面的高度h．

（2）小球從A處下擺過(guò)程只有重力做功，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：

m1gL（1-cosα）=m1v12，解得．則．

小球A與小球B碰撞后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在A碰后到達(dá)最左端過(guò)程中，機(jī)械能再次守恒，由機(jī)械能守恒定律得：-m1gL（1-cosβ）=0-mv1′2，解得，則．碰前小球B靜止，則PB=0；碰撞后B球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：x=v2′t，豎直方向 h=gt2，聯(lián)立解得，則碰后B球的動(dòng)量．