Question

右图是“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高。用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球。当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，如图乙所示。关于此实验，下列说法中正确的是

A．上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒

B．上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒

C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度

D．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同

Answer 1

D

解析试题分析：在甲、乙的情景中，由于1球下落，碰撞后5球又上升到相同的高度，所以整个系统机械能守恒，在1球与2碰撞时、2与3碰撞时、3与4、4与5碰撞时的动量是守恒的，可在1球下落时的动量是不守恒的，在5球上升时的动量也是不守恒的，因为它们此时都受到了外力的作用，所以A、B都不对；
在1、2、3下落时，首先3与4碰撞，4再与5碰撞，故5球会上升到与3球同样的高度，而不会高于3球，然后再考虑2与此时静止的3碰撞，3再与4碰撞，使4球上升到与2相同的高度，最后再考虑1与此时静止的2、3相碰撞，使3球会上升到与1球相同的高度，故D是正确的，C是不对的。
考点：碰撞时的机械能守恒与动量守恒。