Question

【題目】如圖，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，調節懸點，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，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，C點與桌子邊沿間的水平距離為c。

(1)還需要測量的量與符號是________、________和________。

(2)根據測量的數據，該實驗中動量守恒的表達式為_____________。(忽略小球的大小)

Answer 1

【答案】 (1)彈性球1、2的質量m1、m2　 立柱高h　 桌面高H　 (2)

【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．

1小球從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，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，所以該實驗中動量守恒的表達式為
帶入數據得： ，故只要測量兩彈性球的質量和立柱高h、桌面高H就能求出彈性球2的動量變化