Question

右圖是“牛頓擺”裝置，5個(gè)完全相同的小鋼球用輕繩懸掛在水平支架上，5根輕繩互相平行，5個(gè)鋼球彼此緊密排列，球心等高。用1、2、3、4、5分別標(biāo)記5個(gè)小鋼球。當(dāng)把小球1向左拉起一定高度，如圖甲所示，然后由靜止釋放，在極短時(shí)間內(nèi)經(jīng)過小球間的相互碰撞，可觀察到球5向右擺起，且達(dá)到的最大高度與球1的釋放高度相同，如圖乙所示。關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是

A．上述實(shí)驗(yàn)過程中，5個(gè)小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒

B．上述實(shí)驗(yàn)過程中，5個(gè)小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，動(dòng)量不守恒

C．如果同時(shí)向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時(shí)由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球4、5一起向右擺起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的釋放高度

D．如果同時(shí)向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時(shí)由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球3、4、5一起向右擺起，且上升的最大高度與小球1、2、3的釋放高度相同

Answer 1

D

解析試題分析：在甲、乙的情景中，由于1球下落，碰撞后5球又上升到相同的高度，所以整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在1球與2碰撞時(shí)、2與3碰撞時(shí)、3與4、4與5碰撞時(shí)的動(dòng)量是守恒的，可在1球下落時(shí)的動(dòng)量是不守恒的，在5球上升時(shí)的動(dòng)量也是不守恒的，因?yàn)樗鼈兇藭r(shí)都受到了外力的作用，所以A、B都不對(duì)；
在1、2、3下落時(shí)，首先3與4碰撞，4再與5碰撞，故5球會(huì)上升到與3球同樣的高度，而不會(huì)高于3球，然后再考慮2與此時(shí)靜止的3碰撞，3再與4碰撞，使4球上升到與2相同的高度，最后再考慮1與此時(shí)靜止的2、3相碰撞，使3球會(huì)上升到與1球相同的高度，故D是正確的，C是不對(duì)的。
考點(diǎn)：碰撞時(shí)的機(jī)械能守恒與動(dòng)量守恒。