Question

【题目】小静在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示。

小静想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小速度运动出去的吗？

通过了解和初步实验，小静发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象。为进一步探究，她设计了下述实验方案：

将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2。通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断．请你作答以下问题：

（1）已知重力势能的计算公式为Ep=mgh，动能的计算公式为Ek=mv2，若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式VA=___________；若h2=h1，则说明B球被撞后开始运动的速度VB___________VA（选填“＞”、“=”或“＜”）。

（2）在实际实验中，测出的h2总小于h1，则导致这一现象的原因______________。

Answer 1

【答案】 = 轨道有摩擦，小球的机械能不断减少

【解析】解答：

(1) 因轨道光滑时，A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能，

所以,Ep＝Ek,即mgh1＝mv2A，解得：vA＝；若h2＝h1，则最高点时A和B球的重力势能相等，由上面的匀速可知,B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等,即vB＝vA；

(4)有价值。在阻力无法避免的情况下,用光滑程度不同的轨道多次实验,轨道越光滑,h2越接近h1，即可推理得出：当无阻力时,h2＝h1,即可判断vB＝vA.