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《實驗：驗證動量守恒 定律》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、實驗七 驗證動量守恒定律1.實驗原理在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前、后物體的速度v、v′，算出碰撞前的動量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后動量是否相等.2.實驗器材斜槽、小球(兩個)、天平、直尺、復寫紙、白紙、圓規(guī)、重垂線.3.實驗步驟(1)用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球為入射小球.(2)按照如圖1甲所示安裝實驗裝置.調(diào)整、固定斜槽使斜槽底端水平.圖1(3)白紙在下，復寫紙在上且在適當位置鋪放好.記下重垂線所指的位置O.(4)不放被撞小球，讓入射
2、小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復10次.用圓規(guī)畫盡量小的圓把小球所有的落點都圈在里面.圓心P就是小球落點的平均位置.(5)把被撞小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復實驗10次.用步驟(4)的方法，標出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N.如圖乙所示.(6)連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度.將測量數(shù)據(jù)填入表中.最后代入m1·＝m1·＋m2·，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立.(7)整理好實驗器材，放回原處.(8)實驗結論：在實驗誤差允許范圍內(nèi)，碰撞
3、系統(tǒng)的動量守恒.1.數(shù)據(jù)處理驗證表達式：m1·＝m1·＋m2·2.注意事項(1)斜槽末端的切線必須水平；(2)入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；(3)選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；(4)實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變.命題點一 教材原型實驗例1 如圖2所示，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系.圖2(1)實驗中直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通過僅測量(填選項前的符號)間接地解決這個問題.A.小球開始釋放高度hB.小
4、球拋出點距地面的高度HC.小球做平拋運動的射程(2)圖中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，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復.接下來要完成的必要步驟是.(填選項前的符號)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(3
5、)經(jīng)測定，m1＝45.0g，m2＝7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖3所示.碰撞前后m1的動量分別為p1與p1′，則p1∶p1′＝∶11；若碰撞結束時m2的動量為p2′，則p1′∶p2′＝11∶.實驗結果說明，碰撞前后總動量的比值＝.圖3(4)有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大.請你用(3)中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程ON的最大值為cm.答案 (1)C (2)ADE (3)14 2.9 1.01 (4)76.80解析
6、 (1)小球碰前和碰后的速度都用平拋運動來測定，即v＝.而由H＝gt2知，每次豎直高度相等，所以平拋時間相等，即m1＝m1＋m2，則可得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.故只需測射程，因而選C.(2)由表達式知：在OP已知時，需測量m1、m2、OM和ON，故必要步驟有A、D、E.(3)p1＝m1·，p1′＝m1·聯(lián)立可得p1∶p1′＝OP∶OM＝44.80∶35.20＝14∶11，p2′＝m2·則p1′∶p2′＝(m1·)∶(m2·)＝11∶2.9故＝≈1.01(4)其他條件不變，使ON最大，則m1、m2發(fā)
7、生彈性碰撞，則其動量和能量均守恒，可得v2＝而v2＝，v0＝故ON＝·OP＝×44.80cm≈76.80cm.變式1 在“驗證動量守恒定律”的實驗中，已有的實驗器材有：斜槽軌道、大小相等質(zhì)量不同的小鋼球兩個、重垂線一條、白紙、復寫紙、圓規(guī).實驗裝置及實驗中小球運動軌跡及落點的情況簡圖如圖4所示.圖4試根據(jù)實驗要求完成下列填空：(1)實驗前，軌道的調(diào)節(jié)應注意.(2)實驗中重復多次讓a球從斜槽上釋放，應特別注意.(3)實驗中還缺少的測量器材有.(4)實驗中需要測量的物理量是.(5)若該碰撞過程中動量守恒，則一定有
8、關系式成立.答案 (1)槽的末端的切線是水平的 (2)讓a球從同一高處靜止釋放滾下 (3)天平、刻度尺 (4)a球的質(zhì)量ma和b球的質(zhì)量mb，線段OP、OM和ON的長度(5)ma·OP＝ma·OM＋mb·ON解析 (1)由于要保證兩球發(fā)生彈性碰撞后做平拋運動，即初速度沿水平方向，所以必需保證槽的末端的切線是水平的.(2)由于實驗要重復進行多次以確定同一個彈性碰撞后兩小球的落點的確切位置，所以每次碰撞
