Question

如图，是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱。实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高。将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上。释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点。测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒。现已测出A点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c。

(1)还需要测量的量与符号是________、________和________。

(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为_____________。(忽略小球的大小)

Answer

(1)弹性球1、2的质量m1、m2 立柱高h 桌面高H (2)

【解析】试题分析：要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量12两个小球的质量，1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1上摆过程机械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球2做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度，然后验证动量是否守恒即可．

1小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有，解得，碰撞后1小球上升到最高点的过程中，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有，解得，碰撞后小球2做平抛运动， ，所以2球碰后速度，所以该实验中动量守恒的表达式为
带入数据得： ，故只要测量两弹性球的质量和立柱高h、桌面高H就能求出弹性球2的动量变化