湖北省宜昌市2017届高考物理二轮复习实验:验证动量守恒定律练习(无答案)新人教版

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1、实验:验证动量守恒定律一、实验目的:验证动量守恒二、实验器材:两个小球(大小相等,质量不等);斜槽;重锤线;白纸;复写纸;天平;刻度尺;圆规.图-1三、实验原理:利用图-1的装置验证碰撞中的动量守恒,让一个质量较大的球从斜槽上滚下来,跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞,两球均做平抛运动。由于下落高度相同,从而导致飞行时间相等,我们用它们平抛射程的大小代替其速度。小球的质量可以测出,速度也可间接地知道,如满足动量守恒式m1v1=m1v1'+m2v2',则可验证动量守恒定律.四、实验步骤:1.用天平分别

2、称出两个小球的质量m1和m2;图-22.按图-2安装好斜槽,注意使其末端切线水平,并在地面适当的位置放上白纸和复写纸,并在白纸上记下重锤线所指的位置O点.3.首先在不放被碰小球的前提下,让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下,重复数次,便可在复写纸上打出多个点,用圆规作出尽可能小的圆,将这些点包括在圆内,则圆心就是发生碰撞时入射小球的平均位置P点(图-2);4.将被碰小球放在斜槽末端上,使入射小球与被碰小球能发生正碰;5.让入射小球由某一定高度从静止开始滚下,重复数次,使两球相碰,按照步骤3的办法求出入球落地点

3、的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N;6.过ON在纸上做一条直线,测出OM、OP、ON的长度;7.将数据代入下列公式,验证公式两边数值是否相等(在实验误差允许的范围内):m1·OP=m1·OM+m2·ON五、注意事项:1.入射球的质量应大于被碰球的质量,且必须保证两球“正碰”。2.测定两球速度的方法,是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度。3.斜槽末端必须水平,检验方法是将小球放在平轨道上任何位置,看其能否都保持静止状态。4.入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下.方法是在斜槽上的适当高度处固

4、定一档板,小球靠着档板后放手释放小球。5.实验过程中,实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。六、误差分析:误差来源于实验操作中,两个小球没有达到水平正碰,一是斜槽不够水平,二是两球球心不在同一水平面上,给实验带来误差.每次静止释放入射小球的释放点越高,两球相碰时作用力就越大,动量守恒的误差就越小.应进行多次碰撞,落点取平均位置来确定,以减小偶然误差.下列一些原因可能使实验产生误差:1.若两球不能正碰,则误差较大;2.斜槽末端若不水平,则得不到准确的平抛运动而造成误差;3.O、P、M、N各点定位不准确带

5、来了误差;4.测量和作图有偏差;5.仪器和实验操作的重复性不好,使得每次做实验时不是统一标准.【例1】某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的装置如图(a)所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片以平衡摩擦力.(1)若已测得打点纸带如图(b)所示,并测得各计数点间距(已标在图示上).A为运动的起点,则应选段来计算A碰前的速度.应选段

6、来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”).(2)已测得小车A的质量m1=0.4kg,小车B的质量为m2=0.2kg,则碰前两小车的总动量为kg·m/s,碰后两小车的总动量为kg·m/s.【例2】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的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB;b

7、.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,静止放置在气垫导轨上;d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块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挡板时计时结束,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量及其符号是.(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因有(至少答出两点).

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