Question

用如圖所示裝置來驗證動量守恒定律，質量為m_A的鋼球A用細線懸掛于O點，質量為m_B的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上，O點到A球球心的距離為L，使懸線在A球釋放前伸直，且線與豎直線夾角為，A球釋放后擺到最低點時恰與B球正碰，碰撞后，A球把輕質指示針OC推移到與豎直線夾角處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復寫紙的白紙D，保持角度不變，多次重復上述實驗，白紙上記錄到多個B球的落點。‘

（1）圖中S應是B球初始位置到         的水平距離。
（2）為了驗證兩球碰撞過程動量守恒，應測得的物理量有            。
（3）用測得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動量：p_A=        ，p_A^/=        ，p_B=        ，p_B^/=        。

Answer 1

（1）落點  （2）m_A；m_B；；；H；L；S。（3） ； ； 0；m_BS

試題分析：根據實驗設計思路，A球撞擊B球，B球做平拋運動，所以S應為其水平位移。在碰撞過程中，動量守恒。碰前A的速度為，碰撞后A上升到C處，根據機械能守恒定律求出碰撞后末速度為。根據平拋運動規律則碰后B球速度為，碰前總動量為，碰后A的動量為，B球觸動量為0，碰后為所以要測量物理量為m_A；m_B；；；H；L；S。動量分別為 ； ； 0；m_BS
點評：此類題型通過機械能守恒定律求出碰前、后A的速度，并結合平拋知識求出碰后B的速度，最后根據動量守恒定律的要求列示求解。