Question

用如圖8-7-16所示裝置驗證動量守恒定律，質量為m_A的鋼球A用細線懸掛于O點，質量為m_B的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上．O點到A球球心的距離為L，使懸線在A球釋放前張直，且線與豎直線的夾角為α．A球釋放后擺動到最低點時恰與B球正碰，碰撞后，A球把輕質指示針OC推移到與豎直線夾角β處，B球落到地面上，地面上鋪一張蓋有復寫紙的白紙D.保持α角度不變，多次重復上述實驗，白紙上記錄到多個B球的落點．

圖8-7-16

(1)圖中s應是B球初始位置到_______________的水平距離．

(2)為了驗證兩球碰撞過程動量守恒，應測得______、______、______、______、______、______、______等物理量．

(3)用測得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動量：p_A＝______，p_A′＝______，p_B＝______，p_B′＝______．

Answer 1

(1)B球的平均落點

(2)m_A  m_B  s  H  L  α  β

(3)m_A

m_A  0  m_B

解析:

(1)s是B球的初始位置到B球的平均落點的水平距離．

(2)應測得m_A，m_B，s，H，L，α，β.

(3)對A球，由機械能守恒定律得

m_AgL(1-cosα)=m_A

m_AgL(1-cosβ)= m_A

對B球，由平拋運動規律有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．