Question

【題目】如圖所示,是某興趣小組用來驗證動量守恒定律的實驗裝置.圖中連接小鋼球的細線不可伸長,細線另一端與力傳感器(可實時記錄細線所受的拉力,圖中未畫出)相連并固定在點,水平氣墊導軌上的小滑塊安裝有質量可不計的遮光條,光電門與數字毫秒計連接可記錄遮光條的擋光時間.

實驗時,先調整氣墊導軌的高度和滑塊的位置,使滑塊與自由下垂時的鋼球接觸而無壓力,且小鋼球通過最低點時能與滑塊發生正碰;接著向左拉起小鋼球到一定高度后釋放,球擺到最低點與滑塊碰撞,碰撞后小鋼球并沒有立即反向,碰撞時間極短.已知當地的重力加速度為.

(1)為完成實驗,除了毫秒計讀數、碰撞前瞬間繩的拉力、碰撞結束瞬間繩的拉力、滑塊質量和遮光條寬度外,還需要測量的物理量有____________和_____________；(并寫出物理量的符號)

(2)滑塊通過光電門時的瞬時速度____________；(用題中物理量的符號來表示)

(3)驗證動量守恒定律的表達式是______________.(用題中物理量的符號來表示).

Answer 1

【答案】小球A的質量 繩子的長度L

【解析】

（1）在驗證動量守恒時要知道兩個小球的質量和碰撞前后兩個小球的速度，所以需要測量小球A的質量，另外在利用牛頓第二定律，求小球A碰前和碰后的速度時還需要知道繩子的長度L。

（2）滑塊通過光電門時的瞬時速度：

（3）根據動量守恒定律得：，整理得： , 所以驗證動量守恒定律的表達式是：