Question

17．如圖是“牛頓擺”裝置，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．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，如圖甲所示，然后由靜止釋放，在極短時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)小球間的相互碰撞，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，如圖乙所示．關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 上述實(shí)驗(yàn)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
• B． 上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，5個(gè)小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量不守恒
• C． 如果同時(shí)向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時(shí)由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球4、5一起向右擺起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的釋放高度
• D． 如果同時(shí)向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時(shí)由靜止釋放，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

Answer 1

分析 由題意得小球與小球之間發(fā)生的是彈性碰撞，即每?jī)蓚�(gè)小球碰后交換速度，1與2碰后，1停止2向右，2與3碰后，2停止，3具有向右的速度…

解答 解：A、B、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，由分析知說(shuō)明該過(guò)程，每?jī)蓚�(gè)小球碰撞的過(guò)程機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒，不是5個(gè)小球的系統(tǒng)，故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；
C、D、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D正確，C錯(cuò)誤；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題實(shí)際考察了多個(gè)彈性碰撞連續(xù)發(fā)生的過(guò)程，每次彈性碰撞的兩個(gè)小球機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒，難度適中．