题目内容
【题目】某同学用如图所示装置验证动量守恒定律,用轻质细线将小球1悬挂于O点,使小球1的球心到悬点O的距离为L,被碰小球2放在光滑的水平桌面上。将小球1从右方的A点(OA与竖直方向的夹角为α)由静止释放,摆到最低点时恰与小球2发生正碰,碰撞后,小球1继续向左运动到C位置,小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为x的D点。
(1)实验中已经测得上述物理量中的α、L、x,为了验证两球碰撞过程动量守恒,还应该测量的物理量有 (要求填写所测物理量的名称及符号)。
(2)请用测得的物理量结合已知物理量来表示碰撞前后小球1、小球2的动量: p1= ;p1’= ;p2= ;p2’= 。
【答案】1)小球1的质量m1,小球2的质量m2,桌面高度h,OC与OB间的夹角 β
(2),0,,
【解析】试题分析:(1)为了验证两球碰撞过程动量守恒,需要测量两小球的质量,小球1质量m1,小球2质量m2,小球1碰撞前后的速度可以根据机械能守恒定律测出,所以还需要测量OC与OB夹角β,需要通过平抛运动测量出小球2碰后的速度,需要测量水平位移S和桌面的高度h.
(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:
m1gL(1-cosα)=m1v12,解得.则.
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,机械能再次守恒,由机械能守恒定律得:-m1gL(1-cosβ)=0-mv1′2,解得,则.碰前小球B静止,则PB=0;碰撞后B球做平抛运动,水平方向:x=v2′t,竖直方向 h=gt2,联立解得,则碰后B球的动量.
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