Question

【題目】老師課上用如圖所示的“牛頓擺”裝置來(lái)研究小球之間的碰撞，5個(gè)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(gè)鋼球彼此緊密排列，球心等高且位于同一直線上，用1、2、3、4、5分別標(biāo)記5個(gè)小鋼球. 當(dāng)把小球1向左拉起一定高度后由靜止釋放，使它在極短時(shí)間內(nèi)撞擊其他小球，對(duì)此實(shí)驗(yàn)的下列分析中，正確的是（ ）

A.上述實(shí)驗(yàn)中，可觀察到球5向右擺起，且達(dá)到的最大高度與球1的釋放高度相同

B.上述碰撞過(guò)程中，5個(gè)小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒

C.如果同時(shí)向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同時(shí)由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球4、5一起向右擺起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的釋放高度

D.若只用小球1、2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將它們分別向左、右各拉起一個(gè)較小的高度，且小球1的高度是小球2的兩倍，由靜止釋放，可觀察到發(fā)生碰撞后兩小球均反彈并返回初始高度

Answer 1

【答案】AB

【解析】

A. 上述實(shí)驗(yàn)中，由于5個(gè)球是完全相同的小球，則相互碰撞時(shí)要交換速度，即第5個(gè)球被碰瞬時(shí)的速度等于第1個(gè)球剛要與2球碰撞時(shí)的速度，由能量關(guān)系可知，觀察到球5向右擺起，且達(dá)到的最大高度與球1的釋放高度相同，選項(xiàng)A正確；

B. 上述碰撞過(guò)程中，5個(gè)小球組成的系統(tǒng)碰撞過(guò)程無(wú)能量損失，則機(jī)械能守恒，水平方向受合外力為零，則系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，選項(xiàng)B正確；

C. 如果同時(shí)向左拉起小球1、2、3到相同高度同時(shí)由靜止釋放，則3與4碰后，3停止4具有向右的速度，4與5碰撞交換速度，4停止5向右擺起；3剛停止的時(shí)候2球過(guò)來(lái)與之碰撞交換速度，然后3與4碰撞，使4向右擺起；2球剛停止的時(shí)候1球過(guò)來(lái)與之碰撞交換速度，然后2與3碰撞交換速度，使3向右擺起；故經(jīng)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；故C錯(cuò)誤；

D. 若只用小球1、2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將它們分別向左、右各拉起一個(gè)較小的高度，且小球1的高度是小球2的兩倍，由靜止釋放，則到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)1球的速度是2球的兩倍，相碰后兩球交換速度各自反彈，則可觀察到發(fā)生碰撞后小球2的高度是小球1的兩倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。