Question

用如图8- 7- 13所示装置验证动量守恒定律，质量为m_A的钢球A用细线悬挂于O点，质量为m_B的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上.O点到A球球心的距离为L，使悬线在A球释放前张直，且线与竖直线的夹角为α.A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点.

(1)图中s应是B球初始位置到______________的水平距离.

(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得_______、_______、_______、_______、_______、_______、_______等物理量.

(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量：p_A＝_______，p_A′＝_______，p_B＝_______，p_B′＝_______.

Answer 1

解析：(1)s是B球的初始位置到B球的平均落点的水平距离.

(2)应测得m_A，m_B，s，H，L，α，β.

(3)对A球，由机械能守恒定律得

m_AgL(1-cosα)=m_Av_A²

m_AgL(1-cosβ)=m_Av_A′²

对B球，由平抛运动规律有s=v_B′t，H=gt²

由以上各式可解得

p_A=m_A

p_A′=m_A，p_B=0

p_B′=m_Bs.

答案：(1)B球的平均落点

(2)m_A  m_B  s  H  L  α  β

(3)m_A              m_A  0  m_Bs