Question

【題目】小明做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)的裝置如圖甲所示，懸掛在O點(diǎn)的單擺由長(zhǎng)為l的細(xì)線和直徑為d的小球A組成，小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后小球A繼續(xù)向前擺動(dòng)，小球B做平拋運(yùn)動(dòng)。

(1)小明用游標(biāo)卡尺測(cè)小球A直徑如圖乙所示，則d=_______mm。又測(cè)得了小球A質(zhì)量m1，細(xì)線長(zhǎng)度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x、豎直下落高度h。為完成實(shí)驗(yàn)，還需要測(cè)量的物理量有：___________；

(2)如果滿足等式_____________（用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物理量符號(hào)表示），我們就認(rèn)為在碰撞中系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的。

Answer 1

【答案】12.40 小球B質(zhì)量m2，碰后小球A擺動(dòng)的最大角度β

【解析】

(1) [1]球的直徑為d=12mm+×8mm=12.40mm。

[2]根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得碰撞前瞬間球A的速度

碰撞后仍可根據(jù)機(jī)械能守恒定律計(jì)算小球A的速度，所以需要小球A碰后擺動(dòng)的最大角；小球B碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得小球B的速度，要求B的動(dòng)量所以需要測(cè)量小球B的質(zhì)量。

(2) [3]碰后對(duì)小球A用機(jī)械能守恒

小球B做平拋運(yùn)動(dòng)

碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒

聯(lián)立以上五式整理得