Question

【題目】用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，質(zhì)量為的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，質(zhì)量為的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上，O點(diǎn)到A球球心的距離為L，使懸線在A球釋放前伸直，且線與豎直線夾角為，A球釋放后擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與B球正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針OC推移到與豎直線夾角處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫(xiě)紙的白紙D，保持角不變，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，白紙上記錄到多個(gè)B球的落點(diǎn)。落點(diǎn)中心與B球初始位置的水平距離為s，重力加速度為g。

（1）用測(cè)得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動(dòng)量：

_______________，__________________；

_________________，______________________。

（2）根據(jù)測(cè)得的物理量，兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒的表達(dá)式為_______________________。

Answer 1

【答案】 （1） 0 （2）

【解析】（1）小球從A處下擺過(guò)程只有重力做功，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：
mAgL（1-cosα）=mAvA2-0，解得：vA= ，則PA=mAvA=mA；
小球A與小球B碰撞后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在A碰后到達(dá)最左端過(guò)程中，機(jī)械能再次守恒，由機(jī)械能守恒定律得：-mAgL（1-cosβ）=0-mAvA′2，解得vA′=，

PA′=mAvA′=mA；
碰前小球B靜止，則PB=0；
碰撞后B球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：S=vB′t，豎直方向H=gt2，
解得vB′=S，則碰后B球的動(dòng)量PB′=mBvB′=mBS；
（2）由動(dòng)量守恒定律可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：

mA=mA+mBS；