由①②解得:-=0
6.某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量。图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为12。当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触。向左上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放,结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角为30°。此实验能否成功说明碰撞前后质量与速度的乘积是不变量?
答案:能
解析:设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为l,B球相对于A球的高度为h1,碰撞前B球的速度为vB。在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得
h1=l(1-cos45°)
mBv=mBgh1
碰撞前速度vB=
所以碰撞前质量与速度乘积为
mBvB=mB
同理可得碰撞后共同速度
vAB=
碰撞后质量与速度乘积为
(mA+mB)vAB=(mA+mB)
所以=
代入已知条件得≈1.0
所以mBvB=(mA+mB)vAB
所以,此实验成功地说明了碰撞前后质量与速度的乘积是不变量。