Question

【題目】某班物理興趣小組選用如圖所示裝置來“探究碰撞中的不變量”．將一段不可伸長的輕質小繩一端與力傳感器(可以實時記錄繩所受的拉力)相連固定在O點，另一端連接小鋼球A，把小鋼球拉至M處可使繩水平拉緊．在小鋼球最低點N右側放置有一水平氣墊導軌，氣墊導軌上放有小滑塊B(B上安裝寬度較小且質量不計的遮光板)、光電門(已連接數字毫秒計)．當地的重力加速度為g.

某同學按上圖所示安裝氣墊導軌、滑塊B(調整滑塊B的位置使小鋼球自由下垂靜止在N點時與滑塊B接觸而無壓力)和光電門，調整好氣墊導軌高度，確保小鋼球A通過最低點時恰好與滑塊B發生正碰．讓小鋼球A從某位置釋放，擺到最低點N與滑塊B碰撞，碰撞后小鋼球A并沒有立即反向，碰撞時間極短．

(1)為完成實驗，除了毫秒計讀數Δt、碰撞前瞬間繩的拉力F1、碰撞結束瞬間繩的拉力F2、滑塊B質量mB和遮光板寬度d外，還需要測量的物理量有________(用題中已給的物理量符號來表示)

A.小鋼球A質量mA

B.繩長L

C.小鋼球從M到N運動的時間

(2)滑塊B通過光電門時的瞬時速度vB＝________(用題中已給的物理量符號來表示)

(3)實驗中的不變量的表達式是：________________________.(用題中已給的物理量符號來表示)

Answer 1

【答案】 AB

【解析】（1）滑塊B通過光電門時的瞬時速度 ．
根據牛頓第二定律得，F1mAg＝mA．
F2mAg＝mA．
根據動量守恒定律得，mAv1=mAv2+mBvB
整理得， ．
所以還需要測量A的質量mA，以及繩長l．故選AB.

(2)滑塊B通過光電門時的瞬時速度:

(3)實驗中的不變量的表達式是：