问题 问答题

用如图所示装置来探究碰撞中的守恒量,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,细线与竖直线之间夹角α;A球由静止释放,摆到最低点时恰与B球发生正碰,碰撞后,A球摆到与竖直夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸,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A球的速度VA=______;碰撞后B球的速度VB=______;此实验探究守恒量的最后等式为______

(2)请你提供一条提高实验精度的建议:______.

答案

(1)A球下摆过程机械能守恒,根据机械能守恒定律得:

mAgl(1-cosα)=

1
2
m
v2A

解得:vA=

2gl(1-cosα)

碰撞后B球做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式,有:

水平方向:s=vBt

竖直方向:H=

1
2
gt2

解得:VB=s

g
2H

碰撞后A球向上摆动过程机械能守恒,根据机械能守恒定律得:

-mBgl(1-cosβ)=-

1
2
m
v2B

解得:vA=

2gl(1-cosβ)

根据动量守恒定律,需验证:

mA

2gl(1-cosα)
=mA
2gl(1-cosβ
)+mB
s
g
2H

(2)由于偶然误差,每次小球的落地点不同,可以采用:多次测落点取平均值.

故答案为:(1)

2gl(1-cosα)
s
g
2H
,mA
2gl(1-cosα)
=mA
2gl(1-cosβ
)+mB
s
g
2H
;(2)多次测落点取平均值.

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