D103.实验：验证动量守恒定律

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验,验证,动量守恒定律,实验,验证动量守恒定律,实验原理,实验步骤,注意事项,023.,中山市华侨中学第三次模考卷,11,046.,南京市,2008,届第一次模拟考试,14.(2),gk012.,2008,年高考理综宁夏卷,33(2),实验原理,:,实验目的,:,研究在弹性碰撞的过程中,相互作用的物体系统动量守恒,一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位,那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只要分别测出两小球的质量,m,1,、,m,2,，,和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离,s,1,，,以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离,s,1,和,s,2,若,m,1,s,1,在实验误差允许范围内与,m,1,s,1,+,m,2,s,2,相等,就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。,O,O,A,P,N,重垂线,B,实验器材,:,碰撞实验器,(,斜槽、重锤线,),两个,半径相等而质量不等的小球,白纸,复写纸,天平和砝码,刻度尺,游标卡尺,(,选用,),，圆规。,实验步骤,:,1,用天平测出两个小球的质量,m,1,、,m,2,。,2,安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。,3,在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。,4,在白纸上记下重锤线所指的位置,O,，,它表示入射球,m,1,碰前的位置。,5,先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复,10,次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置,P,。,6,把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触而发生正碰。,7,再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复,10,次，仿步骤,5,求出入射小球的落点的平均位置,M,和被碰小球落点的平均位置,N,。,8,过,O,、,N,作一直线，取,OO,=2,r,（,可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离），,O,就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。,9,用刻度尺量出线段,OM,、,OP,、,ON,的长度。,10,分别算出 与 看 与,在实验误差允许的范围内是否相等。,注意事项,:,1,应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。,2,要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。,3,每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一档板，使小球靠着挡板，然后释放小球。,4,白纸铺好后不能移动。,11,（,8,分）用如右图所示的装置进行以下实验：,A,先测出滑块,A,、,B,的质量,M,、,m,及滑块与桌面间的动摩擦因数,，,查出当地的重力加速度,g,。,B,用细线将滑块,A,、,B,连接，使,A,、,B,间的弹簧压缩，滑块,B,紧靠在桌边。,C,剪断细线，测出滑块,B,做平抛运动落地时到重锤线的水平位移,s,1,和滑块,A,沿桌面滑行距离,s,2,。,（,1,）,为验证动量守恒，写出还须测量的物理量及表示它的字母：,.,（,2,）动量守恒的表达式为,:,(,用上述物理量的字母表示,),023.,中山市华侨中学第三次模考卷,11,M,A,B,O,m,桌面离地面高度,h,对,A,，,由动量守恒定律,即,对,B,，,（,2,）解：,046.,南京市,2008,届第一次模拟考试,14.(2),14,（,2,）（,本题,4,分）气垫导轨是常用的一种实验仪器它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们可以用带竖直挡板,C,和,D,的气垫导轨以及滑块,A,和,B,来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：,A,用天平分别测出滑块,A,、,B,的质量,m,A,、,m,B,；,B,调整气垫导轨，使导轨处于水平；,C,在,A,和,B,间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销,锁定，静止地放置在气垫导轨上；,C,A,B,D,D,用刻度尺测出,A,的左端至,C,板的距离,L,1,E,按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块,A,、,B,运动时间的计时器开始工作当,A,、,B,滑块分别碰撞,C,、,D,挡板时停止计时，记下,A,、,B,分别到达,C,、,D,的运动时间,t,1,和,t,2,本实验中还应测量的物理量是,_,，利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是,_,B,的右端至,D,板的距离,L,2,gk012.2008,年高考理综宁夏卷,33(2),33,、,（,9,分）,物理选修,3,5,某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律图中两摆摆长相同，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，其侧面刚好接触向右上方拉动,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,若本实验允许的,最大误差为,4,，此实验是否成功,地验证了动量守恒定律？,A,B,解：,本题要求验证碰撞中的动量守恒定律及碰撞前与碰撞后的机械能守恒定律。,设摆球,A,、,B,的质量分别为,m,A,、,m,B,，摆长为,l,，,B,球的初始高度为,h,1,，碰撞前,B,球的速度为,v,B,，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,设碰撞前后两摆球的总动量的大小分别为,P,1,、,P,2,.,有,联立式,解得：,代入已知条件得,由此可以推出：,所以，此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律,联立式,解得：,同理可得：,题目,