Question

【题目】为了验证碰撞中的动量守恒，某同学做了如下实验：将一已知质量为m1的滑块A放于足够大的水平面上，将另一已知质量为m2（m2＞m1）的小球B系于绳的一端，绳的另一端固定在A的正上方O点，且绳长刚好等于O到A的距离。现将B拉至与竖直方向成一定角度并将其由静止释放，释放后A、B发生正碰，已知滑块A与水平面间的动摩擦因数为μ（忽略两物体的大小及空气阻力），为了完成实验，则：

（1）只需用一个测量仪器即可完成本实验，该仪器为_____。

（2）本实验需要直接测量的物理量是_____。

（3）表示碰撞中动量守恒的表达式为_____（用题中已知量和（2）中测量的物理量表示）

Answer 1

【答案】毫米刻度尺 B球开始下落时距地面的高度h1，碰撞后B上升的高度h2，碰撞后A滑行的距离x

【解析】

设小球B开始下摆时的高度为h1，碰撞后B上摆的最大高度为h2，小球摆动过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：m2gh1=m2v02，m2gh2=m2vB2，

解得；，，

碰撞后，对A，由动能定理得：μm1gx=m1vA2

解得：，

碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m2v0＝m2vB+m1vA，

整理得： ；

第一空.实验需要测量小球B运动的高度h1、h2与A滑行距离x，需要用毫米刻度尺；

第二空.实验需要测量：B球开始下落时距地面的高度h1，碰撞后B上升的高度h2，碰撞后A滑行的距离x；

第三空.实验需要验证的表达式为：；