Question

某同學用如圖所示裝置驗證動量守恒定律，用輕質細線將小球1懸掛于O點，使小球1的球心到懸點O的距離為L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上．將小球1從右方的A點（OA與豎直方向的夾角為α）由靜止釋放，擺到最低點時恰與小球2發生正碰，碰撞后，小球1繼續向左運動到C位置（OC與豎直方向夾角為θ），小球2落到水平地面上，落點D到桌面邊緣水平距離為s，已知重力加速度為g．

Answer 1

（1）實驗中已經測得上述物理量中的θ、、L、s以及小球1的質量m₁和、小球2的質量m₂，為了驗證兩球碰撞過程動量守恒，還應該測量的物理量有________________．（2）請用測得的物理量結合已知物理量分別表示碰撞前后小球1的動量：p₁＝____________，p₁′＝____________；再用物理量表示碰撞前后小球2的動量：p₂＝____________，p₂′＝____________（1）桌面高度h。（2）；；
0；

試題分析：：（1）為了驗證兩球碰撞過程動量守恒，需要測量兩小球的質量，小球1質量，小球2質量，小球1碰撞前后的速度可以根據機械能守恒定律測出，所以還需要測量OC與OB夾角，需要通過平拋運動測量出小球2碰后的速度，需要測量水平位移S和桌面的高度h．
（2）小球從A處下擺過程只有重力做功，機械能守恒，由機械能守恒定律得：
，解得．則．
小球A與小球B碰撞后繼續運動，在A碰后到達最左端過程中，機械能再次守恒，
由機械能守恒定律得：，解得，則．碰前小球B靜止，則；碰撞后B球做平拋運動，水平方向：，豎直方向，聯立解得，則碰后B球的動量