题目内容

【题目】如图是用来验证动量守恒的实验装置,弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边沿有一竖直立柱。实验时,调节悬点,使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高。将球1拉到A点,并使之静止,同时把球2放在立柱上。释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞,碰后球1向左最远可摆到B点,球2落到水平地面上的C点。测出有关数据即可验证12两球碰撞时动量守恒。现已测出A点离水平桌面的距离为aB点离水平桌面的距离为bC点与桌子边沿间的水平距离为c

(1)还需要测量的量与符号是________________________

(2)根据测量的数据,该实验中动量守恒的表达式为_____________(忽略小球的大小)

【答案】 (1)弹性球1、2的质量m1m2  立柱高h  桌面高H  (2)

【解析】试题分析:要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量12两个小球的质量,1球下摆过程机械能守恒,根据守恒定律列式求最低点速度;球1上摆过程机械能再次守恒,可求解碰撞后速度;碰撞后小球2做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度,然后验证动量是否守恒即可.

1小球从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有,解得,碰撞后1小球上升到最高点的过程中,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有,解得,碰撞后小球2做平抛运动, ,所以2球碰后速度,所以该实验中动量守恒的表达式为
带入数据得: ,故只要测量两弹性球的质量和立柱高h、桌面高H就能求出弹性球2的动量变化

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