Question

【题目】小明做验证动量守恒定律实验的装置如图甲所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续向前摆动，小球B做平抛运动。

(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图乙所示，则d=_______mm。又测得了小球A质量m1，细线长度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h。为完成实验，还需要测量的物理量有：___________；

(2)如果满足等式_____________（用实验测得的物理量符号表示），我们就认为在碰撞中系统的动量是守恒的。

Answer 1

【答案】12.40 小球B质量m2，碰后小球A摆动的最大角度β

【解析】

(1) [1]球的直径为d=12mm+×8mm=12.40mm。

[2]根据机械能守恒定律可得碰撞前瞬间球A的速度

碰撞后仍可根据机械能守恒定律计算小球A的速度，所以需要小球A碰后摆动的最大角；小球B碰撞后做平抛运动，根据平抛运动规律可得小球B的速度，要求B的动量所以需要测量小球B的质量。

(2) [3]碰后对小球A用机械能守恒

小球B做平抛运动

碰撞过程动量守恒

联立以上五式整理得