Question

小静在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示．

小静想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？

通过了解和初步实验，小静发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：

将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的滴水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2．通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断．

请你作答以下问题：

（1）A球从斜面滑下的过程中， 能转化为动能．

（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 能．

（3）已知重力势能的计算公式为Ep=mgh，动能的计算公式为Ek=mv2．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式vA= ；若h2=h1，则说明B球被撞后开始运动的速度vB vA（选填“＞”、“=”或“＜”）．

（4）在实际实验中，测出的h2总小于h1，若导致这一现象的原因是轨道不光滑，那么，在阻力不可避免的情况下，你认为小静的设计是否还有价值？请说出你的理由 ．

 

Answer 1

（1）重力势；（2）动；（3）；=；（4）有价值．在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2约接近h1，即可推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA．

【解析】

试题分析： （1）A球从斜面滑下的过程中，小球质量不变，小球高度减小，速度变快，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；

（2）运动的物体具有动能，B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能；

（3）因轨道光滑时，A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能，所以，Ep=Ek，即mgh1=mvA2，

解得：vA=；若h2=h1，则最高点时A和B球的重力势能相等，由上面的匀速可知，B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等，即vB=vA；

（4）有价值．在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2约接近h1，在大量的实验基础上通过推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA．

考点： 探究性实验