Question

【題目】某同學用如圖所示裝置驗證動量守恒定律，用輕質細線將小球1懸掛于O點，使小球1的球心到懸點O的距離為L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上。將小球1從右方的A點（OA與豎直方向的夾角為α）由靜止釋放，擺到最低點時恰與小球2發生正碰，碰撞后，小球1繼續向左運動到C位置，小球2落到水平地面上到桌面邊緣水平距離為x的D點。

（1）實驗中已經測得上述物理量中的α、L、x，為了驗證兩球碰撞過程動量守恒，還應該測量的物理量有 （要求填寫所測物理量的名稱及符號）。

（2）請用測得的物理量結合已知物理量來表示碰撞前后小球1、小球2的動量: p1= ；p1’= ；p2= ；p2’= 。

Answer 1

【答案】1）小球1的質量m1，小球2的質量m2，桌面高度h，OC與OB間的夾角 β

（2），0，，

【解析】試題分析：（1）為了驗證兩球碰撞過程動量守恒，需要測量兩小球的質量，小球1質量m1，小球2質量m2，小球1碰撞前后的速度可以根據機械能守恒定律測出，所以還需要測量OC與OB夾角β，需要通過平拋運動測量出小球2碰后的速度，需要測量水平位移S和桌面的高度h．

（2）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：

m1gL（1-cosα）=m1v12，解得．則．

小球A與小球B碰撞后繼續運動，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：-m1gL（1-cosβ）=0-mv1′2，解得，則．碰前小球B靜止，則PB=0；碰撞后B球做平拋運動，水平方向：x=v2′t，豎直方向 h=gt2，聯立解得，則碰后B球的動量．