Question

【題目】如圖所示是用來驗證動量守恒定律的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實驗時，調(diào)節(jié)懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2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(fā)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(guān)數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒．現(xiàn)已測出A點離水平桌面的距離為a．B點離水平桌面的距離為b，C點與桌子邊沿間的水平距離為c，球1的質(zhì)量為m1，球大小忽略不計，則：

（1）還需要測量的量是_______、__________和___________．

（2）根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該實驗中動量守恒的表達式為_______________________．

Answer 1

【答案】彈性球2的質(zhì)量m2 立柱高h 桌面高H 2m1＝2m1＋m2

【解析】

(1)[1][2][3]要驗證動量守恒必須知道兩球碰撞前后的動量變化，根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b，由機械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測量彈性球1的質(zhì)量m1，就能求出彈性球1的動量變化；根據(jù)平拋運動的規(guī)律只要測出立柱高h和桌面高H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化，故只要測量彈性球2的質(zhì)量和立柱高h、桌面高H就能求出彈性球2的動量變化。

(2)[4]根據(jù)機械能守恒定律，有

碰撞后1小球上升到最高點的過程中，機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律，有

所以該實驗中動量守恒的表達式為：

聯(lián)立解得