Question

【题目】某同学采用如图的实验装置来验证动量守恒定律（图中小球A和B半径相同、质量分别为mA和mB），先调节轨道末端水平，木板竖直固定（B球和O’点在同一水平线上）。当不放置B球时，让A球从挡板处由静止开始运动，它能打到木板上的P点，将B球置于轨道末端，同样让A球从挡板处由静止开始运动，得到木板上两球的落点N和M，分别测量O’点到N、P和M点的距离为H1、H2和H3。

（1）该实验要求两球的质量关系为mA______（填“大于”“小于”或“等于”）mB

（2）若A球与B球碰撞动量守恒，则应有mA、mB、H1、H2和H3之间关系式为________。

（3）若A球与B球碰撞为弹性碰撞，则H1、H2和H3之间关系式为__________。

Answer 1

【答案】（1）大于 （2） （3）

【解析】

（1）实验中为了防止入射球反弹，则要求入射球的质量大于被碰球的质量，即mA大于mB；

（2）小球离开斜槽后做平抛运动，设其水平位移为L，则小球做平抛运动的时间：，小球的竖直位移：y=gt2，解得：，碰撞前入射球A的水平速度：，碰撞后入射球A的水平速度：，碰撞后被碰球B的水平速度：，如果碰撞过程系统动量守恒，则：mAv1=mAv2+mBv3，即：，整理得：；

（3）若A球与B球碰撞为弹性碰撞，则 ，即，联立解得：.