Question

用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，

Answer 1

解题思路：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．

（1）B球离开小支柱后做平抛运动，S是B球做平抛运动的水平位移，即：B球初始位置到落地点的水平距离．

（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_AgL（1-cosα）=[1/2]m_Av_A²-0，解得：v_A=

2gL(1−cosα)，则P_A=m_Av_A=m_A

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_AgL（1-cosβ）=0-[1/2]m_Av_A′²，解得v_A′=

2gL(1−cosβ)，

P_A′=m_Av_A′=m_A

2gL(1−cosβ)；

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_B′t，竖直方向H=[1/2]gt²，

解得v_B′=S

g

2H，则碰后B球的动量P_B′=m_Bv_B′=m_BS

g

2H；

（3）由动量守恒定律可知，实验需要验证的表达式为：m_A

点评：
本题考点： 验证动量守恒定律．

考点点评： （1）要理解各实验的实验原理与实验器材；
（2）本题解题的关键是要明确两小球的运动过程以及过程中机械能何时守恒，动量何时守恒．