驗證動量守恒定律

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上驗證動量守恒定律實驗?zāi)康尿炞C動量守恒定律實驗原理質(zhì)量為m1和m2的兩個小球發(fā)生正碰，若碰前m1運動，m2靜止，根據(jù)動量守恒定律應(yīng)有：m1v1m1v1m2v2因小球從斜槽上滾下后做平拋運動，由平拋運動知識可知，只要小球下落的高度相同，在落地前運動的時間就相同，則小球的水平速度若用飛行時間作時間單位，在數(shù)值上就等于小球飛出的水平距離所以只要測出小球的質(zhì)量及兩球碰撞前后飛出的水平距離，代入公式就可驗證動量守恒定律即m1OPm1OMm2ON，式中OP、OM和ON的意義如圖所示 實驗器材斜槽、大小相等質(zhì)量不同的小球兩個、重垂線一條、白紙、復(fù)寫紙、天平一臺、刻度尺、圓規(guī)、三角板實

2、驗步驟1先用天平測出小球質(zhì)量m1、m2. 2按圖642那樣安裝好實驗裝置，將斜槽固定在桌邊，使槽的末端點切線水平，把被碰小球放在斜槽前端邊緣處，調(diào)節(jié)實驗裝置使兩小球碰時處于同一水平高度， 且碰撞瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行，以確保正碰后的速度方向水平3在地上鋪一張白紙，在白紙上鋪放復(fù)寫紙4在白紙上記下重垂線所指的位置O. 5先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射球不碰時的落地點P. 6把被碰小球放在斜槽前端邊緣處，讓入射小球從同一高度滾下，使它發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟(5)求出入射小球落地

3、點的平均位置M和被碰小球落地點的平均位置N. 7用刻度尺測量線段OM、OP、ON的長度8整理好實驗器材放回原處誤差分析實驗中發(fā)現(xiàn)碰撞后系統(tǒng)(m1、m2)水平方向的總動量小于碰撞前系統(tǒng)水平方向的總動量，誤差主要來源于：1難做到準(zhǔn)確的正碰，則誤差較大；斜槽末端不水平，得不到準(zhǔn)確的平拋運動而造成誤差2O、P、M、N各點定位不準(zhǔn)確，測量和作圖有偏差注意事項1本實驗中兩個小球質(zhì)量不同，一定是質(zhì)量大的作入射球，質(zhì)量小的作被碰球，如果用質(zhì)量小的與質(zhì)量大的相碰，則質(zhì)量小的球可能被反彈，這樣就不能準(zhǔn)確測定入射小球碰后的速度2該實驗要確保斜槽末端水平檢驗是否水平的方法是：將小球輕輕放在斜槽末端的水平部分的任一位置

4、，若小球均能保持靜止，則表明斜槽末端已水平3保證入射小球每次必須從同一高度由靜止?jié)L下，且盡可能的讓小球的釋放點高些4實驗過程中，實驗桌、斜槽及白紙的位置始終不變5在計算時一定要注意m1、m2和OP、OM、ON的對應(yīng)關(guān)系例題某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律圖中PQ是斜槽，QR為水平槽實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)這種操作10次圖中O點是水

5、平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_ cm. (2)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進(jìn)行的測量？_.(填選項號) A水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離BA球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離C測量A球或B球的直徑D測量A球與B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比) E測量G點相對于水平槽面的高度(1)64.7(從64.2 cm到65.2 cm的范圍內(nèi)都正確) (2)ABD 在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，不需要測量的物理量有()A入射小球和被碰小球的質(zhì)量B入射小

6、球和被碰小球的直徑C入射球開始滾下時的初始位置與碰撞前位置的高度差D入射球未碰撞時飛出的水平距離C在“驗證動量守恒定律”的實驗中，關(guān)于入射小球在斜槽中釋放點的高低對實驗影響的說法中，正確的是()A釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，誤差越小B釋放點越高，兩球碰后水平位移越大，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準(zhǔn)確C釋放點越高，兩球相碰時相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小D釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，水平槽對被碰小球的阻力越小BC在“驗證動量守恒定律”的實驗中，產(chǎn)生誤差的主要原因是()A碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和

7、碰撞后被碰小球的速度方向不是絕對沿水平方向B小球在空氣中飛行時受到空氣阻力C通過復(fù)寫紙描得的各點，不是理想點，有一定的大小，從而帶來作圖上的誤差D測量長度時有誤差A(yù)CD如圖在“驗證碰撞中的動量守恒”實驗中，儀器按要求安裝好后開始實驗，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接靜止地放在斜槽末端的水平部分，在白紙上記錄下重錘位置和各小球落點的平均位置依次為O、A、B、C，設(shè)入射小球和被碰小球的質(zhì)量依次為m1、m2，則下列說法中正確的有()A第一、二次入射小球的落點依次是A、BB第一、二次入射小球的落點依次是B、AC第二次入射小球和被碰小球?qū)⑼瑫r落地Dm1·m2·BCD如圖9所示

8、為“驗證碰撞中的動量守恒”的實驗裝置。下列說法中不符合本實驗要求的是 。（選填選項前面的字母）A入射球比靶球質(zhì)量大或者小均可，但二者的直徑必須相同B在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放C安裝軌道時，軌道末端必須水平D需要使用的測量儀器有天平和刻度尺實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點位置為M、P、N，并測得它們到O點的距離分別為OM、OP和ON。已知入射球的質(zhì)量為m1，靶球的質(zhì)量為m2，如果測得近似等于 ，則認(rèn)為成功驗證了碰撞中的動量守恒。 A；如圖所示，甲、乙為兩個實驗的裝置圖 (1)甲、乙兩圖中，可以“驗證動

9、量守恒定律”的裝置圖是_ (2)關(guān)于甲、乙兩個實驗，下列說法正確的是()A只有甲實驗必須測量質(zhì)量B只有乙實驗中需要記錄時間C乙實驗必須使用重垂線D兩個實驗都需要使用刻度尺(1)甲(2)AD某同學(xué)用圖示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次 (1)本實驗必須測量的物理量有_；A斜槽軌道末端到水平地面的高度HB小球a、b的質(zhì)量ma、mbC小球a、b的半徑rD小球a、b

10、離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間tE記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OCFa球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)根據(jù)實驗要求，ma_mb(填“大于”、“小于”或“等于”)；(3)放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時落地？如果不是同時落地，對實驗結(jié)果有沒有影響？(不必作分析)_；(4)為測定未放小球b時，小球a落點的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊，圖給出了小球a落點附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為_ cm； 來源:Z,xx,k.Com(5)按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是_(1)BE(2)大于(3)b球先落地，對實驗結(jié)果無影響(4)45.95

11、±0.02(5)maOBmaOAmbOC用半徑相同的兩個小球A、B的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置示意圖如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接實驗時先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡再把B球靜置于水平槽邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡記錄紙上的O點是重垂線所指的位置，若測得各落點痕跡到O點的距離：OM2.68 cm，OP8.62 cm，ON11.50 cm，并知A、B兩球的質(zhì)量比為21，則未放B球時A球落地點是記錄紙上的_點，系統(tǒng)碰撞前總動量p與碰撞后總動量p的百分誤差×100%_%(

12、結(jié)果保留一位有效數(shù)字)X*X*K答案：P；2OA球B球Q重錘線PPRMN圖1（1）用如圖1所示的裝置，來驗證碰撞過程中的動量守恒。圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，A、B兩球的質(zhì)量之比mA：mB3：1。先使A球從斜槽上某一高度處由靜止釋放，在水平地面的記錄紙上留下落點痕跡P，重復(fù)10次，得到10個落點。再把B球放在水平槽上的末端R處，讓A球仍從同一高度處由靜止釋放，與B球碰撞，碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)10次。A、B兩球在記錄紙上留下的落點痕跡如圖2所示，其中米尺的零點與O點對齊。碰撞后A球的水平射程應(yīng)取_cm。 本實驗巧妙地利用小

13、球飛行的水平距離表示小球的水平速度。下面的實驗條件中，可能不能使小球飛行的水平距離的大小表示為水平初速度大小的是_。A使A、B兩小球的質(zhì)量之比改變?yōu)?：1 B升高小球初始釋放點的位置 C使A、B兩小球的直徑之比改變?yōu)?：3 D升高桌面的高度，即升高R點距地面的高度利用此次實驗中測得的數(shù)據(jù)計算碰撞前的總動量與碰撞后的總動量的比值為 。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）答案：14.4514.50 C 1.011.02 下圖所示為氣墊導(dǎo)軌。導(dǎo)軌上的兩滑塊質(zhì)量相等，兩滑塊上的擋光片寬度相同。現(xiàn)將氣墊導(dǎo)軌水平放置做“驗證動量守恒定律”實驗。實驗中用滑塊甲撞擊靜止在導(dǎo)軌上的滑塊乙，碰撞前滑塊乙處于靜止?fàn)顟B(tài)。第一次在

14、兩滑塊碰撞端安上彈簧片，第二次在兩滑塊碰撞端粘上橡皮泥。兩次實驗時滑塊甲碰前通過光電門計時裝置記錄的擋光片的擋光時間相等，碰后滑塊乙第一次和第二次通過光電門計時裝置記錄的擋光片擋光時間分別為。通過實驗驗證了這兩次碰撞均遵守動量守恒定律，請你判斷的關(guān)系應(yīng)為 （選填“>”、“<”或“=”） 大小相等的入射小球和被碰小球的質(zhì)量均已知，利用右圖所示的裝置和器材能做“驗證動量定恒定律”的實驗嗎？ 。（選填“能”或“不能”） 如果你選填的是“能”，那么你還需要的器材是： 。如果你選填的是“不能”，請簡要說明理由：_。 < 能；刻度尺；不能；缺少刻度尺 UOtDt1Dt2乙甲4045050

15、5丙某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證機(jī)械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機(jī)相連?；瑝K在細(xì)線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。（1）實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的t1 t2（選填“”、“=”或“”）時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。 （2）用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙所示，則d = mm。 （3）滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定

16、滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若t1、t2和d已知，要驗證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測出 和 （寫出物理量的名稱及符號）。（4）若上述物理量間滿足關(guān)系式 ，則表明在上述過程中，滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。答案：（1）t1=t2 ；（2）8.474（在8.4738.475之間均算對） （3）滑塊質(zhì)量M ，兩光電門間距離L（4） AP某校實驗小組設(shè)計了如下實驗來精確測定小車的瞬時速度。如圖所示，在傾斜導(dǎo)軌的A處放置一光電門，并使其與計算機(jī)連接。讓載有輕質(zhì)擋光片（寬度為Ds）的小車從P點靜止下滑， A處的光電門會記錄下?lián)豕馄?/p>

17、經(jīng)過A點所經(jīng)歷的時間Dt。改用不同寬度的擋光片重復(fù)上述實驗，（在原擋光片基礎(chǔ)上貼上寬度不同黑紙片制得）次數(shù)擋光片擋光時間t(s)速度 (m/s)10.0630.54220.0730.54530.0830.54840.0920.55150.1020.55460.1080.556然后用公式計算出不同寬度的擋光片從A點開始在各自擋光時間Dt內(nèi)的。該小組實驗數(shù)據(jù)如右表在以上實驗的基礎(chǔ)上，請繼續(xù)完成下列實驗任務(wù)：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在Dt圖上作出該實驗圖線。（2）結(jié)合實驗原理，推導(dǎo)出Dt圖線所滿足的函數(shù)式。（3）根據(jù)Dt圖線所滿足的函數(shù)式，求出擋光片最前端經(jīng)過A點時的瞬時速度vA。（4）（多選題）為了提高

18、實驗精確度，實驗操作中必須做到的是 （ ）（A）更換擋光片時應(yīng)使其前沿始終處于小車上的同一位置（B）每次都應(yīng)從軌道上同一位置由靜止釋放小車（C）實驗開始前必須調(diào)整軌道傾角，平衡摩擦力（D）更換的擋光片寬度不能過寬，寬度越窄，Dt越小，求出的vA越精確（1）略（2）設(shè)每次檔光片開始擋光瞬間的速度為v1，擋光結(jié)束的瞬間速度為v2，因為v2v1aDt，v1Dt，（3）由圖線的斜率、坐標(biāo)推得Dt0時截距得vA0.521±0.002m/s，（4） A B如圖2，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但

19、是，可以通過僅測量 （填選項前的序號），間接地解決這個問題A.小球開始釋放高度hB.小球拋出點距地面得高度HC.小球做平拋運動的射程圖2中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程OP，然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是 (填選項的符號)A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2B.測量小球m1開始釋放高度hC.測量拋出點距地面的高度HD.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、NE.測量平拋射程OM，ON若兩球相

20、碰前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為（用中測量的量表示）；若碰撞是彈性碰撞。那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為（用中測量的量表示）。經(jīng)測定，小球落地點的平均位置到點的距離如圖所示。碰撞前、后m1的動量分別為與，則：= ：11；若碰撞結(jié)束時m2的動量為,則：=11: 。實驗結(jié)果說明，碰撞前、后總動量的比值為 。有同學(xué)認(rèn)為在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)，其它條件不變，可以使被撞小球做平拋運動的射程增大。請你用中已知的數(shù)據(jù)，分析計算出被撞小球m2平拋運動射程ON的最大值為 cmC，ADE或DAE或DEA 14 2.9 11.0176.8（2）用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖8所示，

21、斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O。接下來的實驗步驟如下：圖8A球1球2BOMPN步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置；步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點由靜止?jié)L下，使它們碰撞。重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點的平均位置；步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度。對于上述實驗操作，下列說法正確的是_A應(yīng)使小球每次從斜槽上相同

22、的位置自由滾下B斜槽軌道必須光滑C斜槽軌道末端必須水平D實驗過程中，白紙可以移動，復(fù)寫紙不能移動E小球1的質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量本實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有 。AA、B兩點間的高度差h1 BB點離地面的高度h2C小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2 D小球1和小球2的半徑r當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式_（用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。如果還滿足表達(dá)式_（用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球碰撞時無機(jī)械能損失。入射小球O被碰小球圖9MPN完成上述實驗后，某實驗小組對上述裝置進(jìn)行了改造，如圖9所示。在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面

23、的頂點與水平槽等高且無縫連接。使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下，重復(fù)實驗步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點M、P、N。用刻度尺測量斜面頂點到M、P、N三點的距離分別為l1、l2、l3。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達(dá)式為 （用所測物理量的字母表示）。(2）ACE；C；m1·OP= m1·OM+ m2·ON；m1·OP2 = m1·OM2 + m2·ON2；A球1球2BOMPNC圖10（2）用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖10所示，斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O。接下來的實驗步驟如下：步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，認(rèn)為其圓心就