Question

【題目】如圖是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子的邊緣有一豎直立柱。實驗時，調節懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2 右端接觸且兩球等高。將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上。釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發生對心碰撞，碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點。測出有關數據即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒。現已測出A點離水平桌面距離為a，B點離水平桌面的距離為b，立柱高h， C點與桌子邊沿間的水平距離為c。此外：

（1）還需要測量的量是______和__________。

（2）根據測量的數據，該實驗中動量守恒的表達式為________。（忽略小球的大小）

Answer 1

【答案】 彈性球1、2的質量m1、m2 桌面離水平地面的高度H

【解析】試題分析：要驗證動量守恒，就需要知道碰撞前后的動量，所以要測量12兩個小球的質量，1球下擺過程機械能守恒，根據守恒定律列式求最低點速度；球1上擺過程機械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球2做平拋運動，根據平拋運動的分位移公式求解碰撞后2球的速度，然后驗證動量是否守恒即可．

對小球1：根據機械能守恒定律可得，1小球碰前速度為；碰后小球1仍做圓周運動，根據機械能守恒定律可得，解得；對小球2：碰撞后小球2做平拋運動， ，小球2碰后速度；該實驗中動量守恒的表達式為： ，即，所以還需要測量彈性球1、2的質量以及桌面離水平地面的高度H．