[题目]用如图所示装置来探究碰撞中的不变量.质量为的钢球A用细线悬挂于O点.质量为的钢球B放在离地面高为H的小支柱上.O点到小球A球心的距离为L.小球释放前悬线伸直且悬线与竖直方向的夹角为.小球A释放后到最低点与B发生正碰.碰撞后B做平抛运动.小球A把轻杆指针OC推移到与竖直方向成夹角的位置.在地面上铺一张带有复写纸的白纸D.保持夹角不变.多次重复.在白纸上记录� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】用如图所示装置来探究碰撞中的不变量.质量为的钢球A用细线悬挂于O点，质量为的钢球B放在离地面高为H的小支柱上，O点到小球A球心的距离为L，小球释放前悬线伸直且悬线与竖直方向的夹角为.小球A释放后到最低点与B发生正碰，碰撞后B做平抛运动，小球A把轻杆指针OC推移到与竖直方向成夹角的位置，在地面上铺一张带有复写纸的白纸D.保持夹角不变，多次重复，在白纸上记录了多个B球的落地点（、为已知量，其余物理为未知量）

（1）图中的x应该是B球所处位置到________的水平距离.

（2）为了验证两球碰撞过程中的不变量，需要测________等物理量.

（3）用测得的物理量表示碰撞前后A球和碰撞前后B球的质量与速度的乘积依次为________、________、________、________.

【答案】B球各次落地点所在最小圆的圆心 x，H， L，， 0

【解析】

（1）[1]x应为B球所处位置到B球各次落地点所在最小圆的圆心的水平距离.

（2）[2]要验证碰撞中的不变量，即验证

需要测量的物理量有碰撞前后的速度、、；对于小球从某一固定位置摆动到最低点与小B碰撞时的速度可以由机械能守恒定律算出

由此可以看出，需要测出从悬点到小球A的距离L和摆线与竖直方向的夹角，碰撞后，小球A继续摆动并推动轻杆一起运动，碰后的速度也可以由机械能守恒定律算出，由

可以看出，需要测出，对于小球B碰后做平抛运动，由平抛运动知识

得

由此可以看出需要测量x，H， L，，。

（3）[3] [4] [5] [6]由（2）中分析可知，碰撞前后A球和B球的质量与速度的乘积依次为:

，，0，

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