Question

用如图所示装置验证动量守恒定律，质量为mA的金属小球A用细线悬挂于O点，质量为mB的金属小球B放在离地面高度为H的桌面边缘．A、B两球半径相同，A球的悬线长为L，使悬线在A球释放前张紧，且线与竖直线的夹角为α．A球释放后摆动到最低点时恰在水平方向上与B正碰，碰撞后A球继续运动把轻质指示针C推移到与竖直线的夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一盖有复写纸的白纸D．保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录了多次B球的落点．
（1）测量B球的水平位移时，应如何确定B球落点的平均位置______．
（2）为了验证两球碰撞过程中动量守恒，除应测两小球的质量m_A、m_B，小球半径r，摆角α、β和小球B落点的水平位移s外，还应测出______和______（用题中所给字母表示）．
（3）用测得的物理量表示碰撞后B球的动量P_B′=______

Answer

（1）通过可能小的圆把所有小球落点圈在里面，圆心就是B球落点的平均位置．
（2）结合实验的原理，从测量A、B两球碰撞前后的速度确定需要测量的物理量．
（3）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出运动的时间，根据水平位移和时间求出B球被碰后的速度，从而求出碰撞后B球的动量．
【解析】
（1）测量B球的水平位移时，需要确定B球落点的平均位置，用尽可能小的圆把所有小球落点圈在里面，圆心就是B球落点的平均位置．
（2）因为需要测量B球被碰后的速度，所以要测量桌面的高度H，从而得出平抛运动的时间，求出B球平抛运动的初速度．为了测量A球碰后的速度，通过得了出摆线的长度L，根据动能定理求出碰后的速度．
（3）B球平抛运动的时间t=，B球平抛运动的初速度，则碰撞后B球的动量．
故答案为：（1）用尽可能小的圆把所有小球落点圈在里面，圆心就是B球落点的平均位置
（2）桌面高度H  和 摆线长度L
（3）PB′=