Question

【题目】如图所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点正下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高．将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出弹性球1和2的质量m1、m2，A点离水平桌面的距离为a，B点离水平桌面的距离为b．此外：

（1）还需要测量的量是__、____和____．

（2）根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为____．（忽略小球的大小）

Answer 1

【答案】（1）C点与桌子边沿间的水平距离c、立柱高h和桌面高H．

（2）2m1＝2m1＋m2

【解析】

试题分析：要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后球2的速度，所以要测量C点与桌子边沿间的水平距离c、立柱高h，桌面高H；球1从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有m1g（a－h）＝m1v，

碰撞后球1上升到最高点的过程中，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有

m1g（b－h）＝m1v，

所以该实验中动量守恒的表达式为：m1v1＝m2v3＋m1v2，

碰后球2有h＋H＝gt2，c＝v3t．

联立解得2m1＝2m1＋m2．