题目内容
【题目】用如图所示装置来进行探究碰撞的不变量的实验，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为mA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，且细线与竖直线之间夹角为α。球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直线夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张覆盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点。保持α角度不变，多次重复上述实验，在白纸上记录到多个B球的落地点。
(1)图中s应是B球初始位置到________的水平距离.
(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得________等物理量。
(3)用测得的物理量表示：mAvA＝____________；mAv′A＝________；mBv′B＝________.
【答案】B球落地点 mA、mB、L、α、β、H、s 
【解析】
A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A上摆过程机械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球B做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后B球的速度，求出动量的表达式，然后分析答题．
(1)由图可知，s为B球的初始位置到B球落点间的距离；
(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：
，则
，为了测量碰撞前A球的动量，需要测量的物理量有：mA、α、L；
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：
;解得
，
,为了测量碰撞后A球的动量还需要测量的物理量有：mA、β、L；
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
,解得：
，则碰后B球的动量为：
，为了测量碰撞后B球的动量，需要测量的物理量有：mB、H、s.
则由动量守恒定律可知，实验需要测量的所有物理量为：mA、mB、L、α、β、H、s；
由以上计算可得，用测量的物理量表示结果为：
，
，
．
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