小球背后的大定律

王雪　邵明輝

在天宮課堂上，桂海潮老師用一顆運動的鋼球去碰撞一顆靜止的鋼球來演示動量守恒定律。雖然我們在地球上無法使鋼球懸浮在空中，但我們仍然可以還原這個實驗，一起來試一下吧！

實驗惄

1 將塑料墊板放在平整的桌面上，防止出現凹凸不平的現象。

2用兩顆小鋼球重復上述實驗，你會發現實驗的結果是一樣的，這也是物理規律普適性的體現。將兩顆大鋼球放在塑料墊板上，相距10厘米左右。用一顆大鋼球去撞擊另一顆大鋼球。可以多試驗幾次，如果撞擊位置比較正，你會發現前面運動的鋼球會立刻停下來，而被撞擊的鋼球會延續前面鋼球的速度和方向。

實驗材料

兩顆直徑為4 厘米的大鋼球、兩顆直徑為2.5 厘米的小鋼球、帶刻度的塑料墊板。如果沒有鋼球，也可以用玻璃球替代。

4將運動的大鋼球與小鋼球進行碰撞，可以發現碰撞后大鋼球速度變慢并逐漸停下，小鋼球開始沿著大鋼球最初運動的方向運動。

5將運動的小鋼球與大鋼球進行碰撞，可以發現碰撞后小鋼球被反彈回來，大鋼球開始向前運動，兩顆球的運動速度都會逐漸變慢直至停下來。

知其然，知其所以然

物理現象千千萬，挖掘其背后的科學知識是關鍵。要想解釋這一現象，需要我們了解一下相關概念。

原理揭秘

這個實驗驗證了動量守恒定律。所謂動量，就是物體質量和速度的乘積。在兩顆球碰撞后，運動球的動量會傳遞給靜止球，靜止球獲得了動量開始運動，運動球動量減少，速度就會變慢，如果運動的球質量比被撞擊的球小，則會被彈回來。這兩個球的總動量一直保持不變，所以會出現以上展示的球碰撞后運動的情況。即使是在太空艙中的微重力環境下，動量也是守恒的。

概念一點通

動量守恒定律

一個系統不受外力或所受外力之和為零，這個系統的總動量保持不變，這個結論叫作動量守恒定律。本實驗中采用了較為光滑的塑料墊板，為的是減小摩擦力對實驗結果的影響。當外力遠小于兩個球組成的系統中的內力時，這一定律就能較好地展示出來。

輕松答題

當質量為2 千克的小車以2 米/ 秒的速度沿接近于光滑的水平面向右運動，若將質量為0 .5千克的沙袋以3 米/ 秒的水平速度同向扔上小車，則沙袋與小車一起運動的速度的大小和方向是（ ）。

A.1.0 米/ 秒，向右

B.1.0 米/ 秒，向左

C.2.2 米/ 秒，向右

D.2.2 米/ 秒，向左