Question

【題目】小靜在觀看臺(tái)球比賽時(shí)發(fā)現(xiàn)：有時(shí)運(yùn)動(dòng)的白球去撞擊一個(gè)靜止的球后，白球會(huì)立即靜止在碰撞時(shí)的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原來的運(yùn)動(dòng)方向，以幾乎相同的速度向前運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示。

小靜想：白球碰撞后立即靜止，被撞的球是以白球撞前相同大小速度運(yùn)動(dòng)出去的嗎？

通過了解和初步實(shí)驗(yàn)，小靜發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)體積和質(zhì)量均相同的兩球，而且球心在同一直線上相碰時(shí)，才可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象。為進(jìn)一步探究，她設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)方案：

將一個(gè)兩端翹起、中間水平的軌道固定在水平桌面上，取兩個(gè)相同的臺(tái)球A、B，將B球靜置于軌道的水平部分，A球置于軌道左端斜面上某處，測(cè)出該點(diǎn)到水平桌面的高度h1，如圖乙所示，釋放A球，撞擊后，A球靜止，B球向前運(yùn)動(dòng)并沖上軌道右端斜面能到達(dá)的最高點(diǎn)，測(cè)出該點(diǎn)的高度h2。通過比較h2與h1的大小關(guān)系即可作出判斷．請(qǐng)你作答以下問題：

（1）已知重力勢(shì)能的計(jì)算公式為Ep=mgh，動(dòng)能的計(jì)算公式為Ek=mv2，若軌道光滑，則碰撞前瞬間A球運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式VA=___________；若h2=h1，則說明B球被撞后開始運(yùn)動(dòng)的速度VB___________VA（選填“＞”、“=”或“＜”）。

（2）在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出的h2總小于h1，則導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因______________。

Answer 1

【答案】 = 軌道有摩擦，小球的機(jī)械能不斷減少

【解析】解答：

(1) 因軌道光滑時(shí)，A球下滑的過程中重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，

所以,Ep＝Ek,即mgh1＝mv2A，解得：vA＝；若h2＝h1，則最高點(diǎn)時(shí)A和B球的重力勢(shì)能相等，由上面的勻速可知,B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等,即vB＝vA；

(4)有價(jià)值。在阻力無法避免的情況下,用光滑程度不同的軌道多次實(shí)驗(yàn),軌道越光滑,h2越接近h1，即可推理得出：當(dāng)無阻力時(shí),h2＝h1,即可判斷vB＝vA.