Question

【題目】小明做“探究碰撞中的不變量”實驗的裝置如圖1所示，懸掛在O點的單擺由長為l的細線和直徑為d的小球A組成，小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發生對心碰撞，碰后小球A繼續擺動，小球B做平拋運動。

（1）小明用游標卡尺測小球A直徑如圖2所示，則d=_______mm。又測得了小球A質量m1，細線長度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平拋運動的水平位移x、豎直下落高度h。為完成實驗，還需要測量的物理量有：______________________。

（2）若A、B兩球碰后粘在一起形成新單擺，其周期_________（選填“小于”、“等于”或“大于”）粘合前單擺的周期（擺角小于5°）。

Answer 1

【答案】14.40； 小球B質量m2,碰后小球A擺動的最大角 ； 大于；

【解析】

游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數；根據球A擺動過程中機械能守恒來分析球A的速度，根據平拋運動規律來分析球B的速度，從而確定要測量的物理量；兩球粘在一起后球的重心發生變化，據此判斷擺長的變化，從而判斷周期的變化；

（1）球的直徑為d=14mm+×8mm=14.40mm；

根據機械能守恒定律可得碰撞前瞬間球A的速度（），碰撞后仍可根據機械能守恒定律計算小球A的速度，所以需要小球A碰后擺動的最大角；小球B碰撞后做平拋運動，根據根據平拋運動規律可得小球B的速度，要求B的動量所以需要測量小球B的質量；

（2）黏在一起后，球的重心發生變化，如圖所示，擺長發生變化，故根據單擺周期可得周期變大．