题目内容
【题目】如图所示装置来验证动量守恒定律,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上,O点到A球球心的距离为L,使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线夹角为α,A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰,碰撞后A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点。
(1)图中s应是B球初始位置到_____________的水平距离.
(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒,应测得的物理量有:_____________.
【答案】落地点; ,S;
【解析】
(1)B球离开小支柱后做平抛运动,S是B球做平抛运动的水平位移,即B球初始位置到落地点的水平距离.
(2)小球从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律得:,解得:,小球A与小球B碰撞后继续运动,在A碰后到达最左端过程中,由动能定理得:,解得:,此时动量为:,碰前小球B静止,则PB=0;碰撞后B球做平抛运动,水平方向:S=vB′t,竖直方向,联立解得:,则碰后B球的动量:,由动量守恒定律可知,实验需要验证的表达式为:。实验需要测量的量有:mA、mB、α、β、H、L、S。
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