Question

【題目】用如圖所示的裝置來驗證動量守恒定律，質(zhì)量為的鋼球A用細線懸掛于O點，質(zhì)量為的鋼球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(zhì)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(fù)寫紙的白紙D，保持角不變，多次重復(fù)上述實驗，白紙上記錄到多個B球的落點。落點中心與B球初始位置的水平距離為s，重力加速度為g。

（1）用測得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動量：

_______________，__________________；

_________________，______________________。

（2）根據(jù)測得的物理量，兩球碰撞過程動量守恒的表達式為_______________________。

Answer 1

【答案】 （1） 0 （2）

【解析】（1）小球從A處下擺過程只有重力做功，機械能守恒，由機械能守恒定律得：
mAgL（1-cosα）=mAvA2-0，解得：vA= ，則PA=mAvA=mA；
小球A與小球B碰撞后繼續(xù)運動，在A碰后到達最左端過程中，機械能再次守恒，由機械能守恒定律得：-mAgL（1-cosβ）=0-mAvA′2，解得vA′=，

PA′=mAvA′=mA；
碰前小球B靜止，則PB=0；
碰撞后B球做平拋運動，水平方向：S=vB′t，豎直方向H=gt2，
解得vB′=S，則碰后B球的動量PB′=mBvB′=mBS；
（2）由動量守恒定律可知，實驗需要驗證的表達式為：

mA=mA+mBS；