Question

右圖是“牛頓擺”裝置，5個完全相同的小鋼球用輕繩懸掛在水平支架上，5根輕繩互相平行，5個鋼球彼此緊密排列，球心等高。用1、2、3、4、5分別標記5個小鋼球。當把小球1向左拉起一定高度，如圖甲所示，然后由靜止釋放，在極短時間內經過小球間的相互碰撞，可觀察到球5向右擺起，且達到的最大高度與球1的釋放高度相同，如圖乙所示。關于此實驗，下列說法中正確的是

A．上述實驗過程中，5個小球組成的系統機械能守恒，動量守恒

B．上述實驗過程中，5個小球組成的系統機械能不守恒，動量不守恒

C．如果同時向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時由靜止釋放，經碰撞后，小球4、5一起向右擺起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的釋放高度

D．如果同時向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時由靜止釋放，經碰撞后，小球3、4、5一起向右擺起，且上升的最大高度與小球1、2、3的釋放高度相同

Answer 1

D

解析試題分析：在甲、乙的情景中，由于1球下落，碰撞后5球又上升到相同的高度，所以整個系統機械能守恒，在1球與2碰撞時、2與3碰撞時、3與4、4與5碰撞時的動量是守恒的，可在1球下落時的動量是不守恒的，在5球上升時的動量也是不守恒的，因為它們此時都受到了外力的作用，所以A、B都不對；
在1、2、3下落時，首先3與4碰撞，4再與5碰撞，故5球會上升到與3球同樣的高度，而不會高于3球，然后再考慮2與此時靜止的3碰撞，3再與4碰撞，使4球上升到與2相同的高度，最后再考慮1與此時靜止的2、3相碰撞，使3球會上升到與1球相同的高度，故D是正確的，C是不對的。
考點：碰撞時的機械能守恒與動量守恒。