Question

（1）用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为m_B的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为m_A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推移到与竖直夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点．
①用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量（设两球A、B碰前的动量分别为p_A、p_B；碰后动量分别为、），
则p_A=______

Answer

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，然后验证动量是否守恒即可．
通过计算判断猜想是否成立，碰撞过程中B球动量的增加量和A球动量的减小量相等．
【解析】
（1）①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：
mAgL（1-cosα）=，解得：vA=，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：-mAgL（1-cosβ）=0-，解得vA′=．
PA′=mAvA′=．
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H=
解得vB′=．则碰后B球的动量PB′=mBvB′=mBS
减小实验误差的建议：a．让球A多次从同一位置摆下，求B球落点的平均位置；b．α角取值不要太小；c．两球A、B质量不要太小；d．球A质量要尽量比球B质量大．
（2）猜想1、2均不成立
B球动量的增加量△pB=0.1×9=0.9kg•m/s，A球动量的减少量△pA=0.3×8-0.3×5=0.9 kg•m/s，从计算结果可得，B球动量的增加量与A球动量的减少量相等．即系统的总动量保持不变．
故答案为：（1）①，；0，
②a．让球A多次从同一位置摆下，求B球落点的平均位置；
b．α角取值不要太小；
c．两球A、B质量不要太小；
d．球A质量要尽量比球B质量大
（2）猜想1、2均不成立
B球动量的增加量△pB=0.1×9=0.9kg•m/s，A球动量的减少量△pA=0.3×8-0.3×5=0.9 kg•m/s，从计算结果可得，B球动量的增加量与A球动量的减少量相等．即系统的总动量保持不变．