Question

用如图所示装置来探究碰撞中的守恒量，质量为m_B的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为m_A的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，细线与竖直线之间夹角α；A球由静止释放，摆到最低点时恰与B球发生正碰，碰撞后，A球摆到与竖直夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸，用来记录球B的落点．
（1）用图中所示各个物理量的符号表示：碰撞前A球的速度V_A=

 

；碰撞后B球的速度V_B=

 

；此实验探究守恒量的最后等式为

 

（2）请你提供一条提高实验精度的建议：

 

．

Answer 1

分析：（1）根据机械能守恒定律求出A球碰前的速度；结合机械能守恒定律和平抛运动的规律分别求出碰后A、B两球的速度，根据动量守恒定律列出表达式．
（2）由于偶然误差，每次小球的落地点不同，可以采用多次测量取平均的方法得到落地点．

解答：解：（1）A球下摆过程机械能守恒，根据机械能守恒定律得：
m_Agl（1-cosα）=

1

2

m

v

2 A

解得：vA=

2gl(1-cosα)

碰撞后B球做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式，有：
水平方向：s=v_Bt
竖直方向：H=

1

2

gt2
解得：V_B=s

g 2H

碰撞后A球向上摆动过程机械能守恒，根据机械能守恒定律得：
-m_Bgl（1-cosβ）=-

1

2

m

v

2 B

解得：vA=

2gl(1-cosβ)

根据动量守恒定律，需验证：
m_A

2gl(1-cosα)

=m_A

2gl(1-cosβ

)+mBs

g 2H

（2）由于偶然误差，每次小球的落地点不同，可以采用：多次测落点取平均值．
故答案为：（1）

2gl(1-cosα)

，s

g 2H

，m_A

2gl(1-cosα)

=m_A

2gl(1-cosβ

)+mBs

g 2H

；（2）多次测落点取平均值．

点评：本题关键是明确实验原理，根据平抛运动的分位移公式和机械能守恒定律公式列式求解碰撞前后的速度，然后代入动量守恒定律公式进行验证．