Question

【題目】小華在觀看臺球比賽時發現：有時運動的白球去撞擊一個靜止的球后，白球會立即靜止在碰撞時的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原來的運動方向，以幾乎相同的速度向前運動，稱之為速度“交換”，如圖甲所示．

小華想：白球碰撞后立即靜止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度運動出去的嗎？

通過了解和初步實驗，小華發現只有當體積和質量均相同的兩球，而且球心在同一直線上相碰時，才可能出現上述現象．為進一步探究，她設計了下述實驗方案：

將一個兩端翹起、中間水平的軌道固定在水平桌面上，取兩個相同的臺球A、B，將B球靜置于軌道的水平部分，A球置于軌道左端斜面上某處，測出該點到水平桌面的高度h1，如圖乙所示，釋放A球，撞擊后，A球靜止，B球向前運動并沖上軌道右端斜面能到達的最高點，測出該點的高度h2．通過比較h2與h1的大小關系即可做出判斷．

請你回答以下問題：

（1）A球從斜面滑下的過程中， 能轉化為動能．

（2）B球由靜止變為運動是因為B球在碰撞中獲得了 能．

（3）已知重力勢能的計算公式為EP=mgh，動能的計算公式為Ek=mv2．

若軌道光滑，則碰撞前瞬間A球運動速度的表達式VA= ；若h2=h1，則說明B球被撞后開始運動的速度VB VA（選填“＞”、“=”或“＜”）．

（4）在實際實驗中，測出的h2總小于h1，導致這一現象的主要原因是 ．

Answer 1

【答案】（1）重力勢；

（2）動；

（3）；=；

（4）軌道不光滑（或碰撞時有能量損失）．

【解析】解：（1）A球從斜面滑下的過程中，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能；

（2）B球由靜止變為運動是因為B球在碰撞中獲得了動能；

（3）動能的計算公式為Ek=mv2；

因軌道光滑時，A球下滑的過程中重力勢能全部轉化為動能，

所以，Ep=Ek，即mgh1=mvA2，

解得：vA=；

若h2=h1，則最高點時A和B球的重力勢能相等，

由上面的勻速可知，B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等，即vB=vA；

（4）由于導軌不光滑，小球在滾動過程中及碰撞過程中具有能量損失，所以h2總小于h1．

故答案為：（1）重力勢；（2）動；（3）；=；（4）軌道不光滑（或碰撞時有能量損失）．