实验：验证动量守恒定律

如图,验证动量守恒的实验装置示意图(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则()Am1m2，r1r2Bm1m2，r1m2，r1r2Dm1mB)的碰撞来验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的竖直投影点。B球落点痕迹如图所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。,(3)实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是()A释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小,(1)碰撞后B球的水平射程应取为_cm；(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？_A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离BA球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C测量A球或B球的直径D测量A球和B球的质量(或两球质量之比)E测量水平槽面相对于O点的高度,答案(1)65.7(2)A、B、D(3)C,某同学用图10所示装置来验证动量守恒定律，让质量为m1的小球从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生碰撞,(1)实验中必须要求的条件是_A斜槽必须是光滑的B斜槽末端的切线必须水平Cm1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度Dm1每次必须从同一高度处滚下,(2)实验中必须测量的物理量是_A小球的质量m1和m2B小球起始高度hC小球半径R1和R2D小球起飞的时间tE桌面离地面的高度HF小球飞出的水平距离s,解析：(1)实验中为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，要使两球碰后均平抛，两球心必须在同一高度，要保证小球m1碰前速度不变，m1每次必须从同一高度滚下，斜槽没必要保证光滑，故B、C、D正确(2)必须测量两球质量m1、m2和小球平抛的水平距离，故选A、F.答案：(1)BCD(2)AF,3如图的装置来验证“碰撞中的动量守恒”，实验中：,(1)入射小球的质量m1和被撞小球的质量m2的关系应为m1_m2(填“”“”或“(2)确定小球平抛运动的水平位移的起始点(3)用半径最小的圆将小球的落地位置包围起来，圆心即为小球的平均落地位置,如图，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，步骤如下：.把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态；,.按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与固定挡板C和D碰撞的同时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t1，B至D的运动时间t2；.重复几次，取t1和t2的平均值(1)在调整气垫导轨时应注意；(2)应测量的数据还有系式；(3)只要关系式成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和,使气垫导轨水平,滑块A的左端到挡板C的距离s1和滑块B的右端到挡板D的距离s2,6在“验证动量守恒定律”的实验中，请回答下列问题.(1)实验记录如图甲所示，则A球碰前做平抛运动的水平位移是图中的，B球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的.(两空均选填“OM”、“OP”或“ON”)(2)小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果_产生误差(选填“会”或“不会”).(3)实验装置如图甲所示，A球为入射小球，B球为被碰小球，以下所列举的在实验过程中必须满足的条件是（）A入射小球的质量ma，可以小于被碰小球的质量mbB实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度C入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放D斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，应能静止,OP,ON,不会,D,4为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”，某同学用如图的装置进行了如下的实验操作：,(1)先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和1复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；(2)将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上得到痕迹B；(3)然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止开始滚下，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C.,(4)用天平测量a、b两小球的质量分别为ma、mb，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3.请回答下列问题：本实验中所选用的两小球质量大小关系为ma_mb；小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果_产生误差(选填“会”或“不会”)；用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为_,解析：题目所给情景是学生实验的变形，结合所学知识并区分题目所记录的是对应相同水平位移的竖直高度为防止入射球弹回，增大实验误差，入射球的质量要大于被撞球的质量；实验中只要保证入射球每次到槽口时的速度相等即可，故小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力对实验结果不会产生误差,如图为“验证动量守恒定律”实验装置示意图,(1)入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是m1_m2.(2)为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使_(3)实验步骤如下：A在地面上依次铺白纸和复写纸B确定重锤对应点O.C不放球2，让球1从槽M点滚下，确定它的落地点P.D把球2放在立柱上，让球1从斜槽M点滚下，与球2正碰后，确定它们落地位置L1、L2.E量出OL1、OP、OL2的长度,是否相等，以验证动量守恒上述步骤不完善及错误之处有：_；_.,利用气垫导轨验证动量守恒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9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_(至少答两点),气垫导轨(如图)工作时，为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_重复上述实验，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证,【解析】动量pmv，根据vs/(5t)可知两滑块碰前的速度分别为v10.2s1b、v20.2s3b，则碰前动量分别为0.2abs1和0.2abs3，总动量大小为av1av20.2ab(s1s3)；碰撞后两滑块的总动量大小为2av2as2/(5t)0.4abs2.,如图所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，启动打点计时器甲车受到水平向右的冲量。运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动。,纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图实168乙所示，电源频率为50Hz，则碰撞前甲车运动速度大小为