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实验：验证动量守恒定律
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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的质心到悬点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
网友投稿 2022-11-17 00:00:00 互联网
◎ 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的质心到悬点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继续向左运动把轻质指示针推移到图中的OC位置，小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为S的D点．
（1）实验中已经测得上述物理量中的α、L、S，为了验证两球碰撞过程动量守恒，还应该测量物理量有______．
（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：P
1
=______．P′
1
=______．P
2
=______．P′
2
=______．
◎ 答案
（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m
1
，小球2质量m
2
，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，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：
m
1
gL（1-cosα）=
1
2
m
1
v
1
2
，解得
v
1
=
2gL(1-cosα)
．则P
1
=m
1
2gL(1-cosα)
．
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：-m
1
gL（1-cosβ）=0-
1
2
m
v
1
′
2
，解得
v
1
′=
2gL(1-cosθ)
，则P
1
′=m
1
2gL(1-cosθ)
．
碰前小球B静止，则P
B
=0；
碰撞后B球做平抛运动，水平方向：S=v
2
′t，竖直方向
h=
1
2
g
t
2
，联立解得
v
2
′=s?
g
2h
，则碰后B球的动量P
2
′=
m
2
s?
g
2h
．
故答案为：（1）小球1质量m
1
，小球2质量m
2
，桌面高度h，OC与OB夹角
（2）P
1
=m
2gL(1-cosα)
P′
1
=m
1
2gL(1-cosθ)
．
P
2
=0 P′
2
=
m
2
s?
g
2h
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“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的质心到悬点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…”主要考查了你对 【实验：验证动量守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/380156.html
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