实验验证动量守恒定律.docx

1、实验验证动量守恒定律高中物理实验验证动量守恒定律实验练习题1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前m端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A后连着纸 带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。若已得到打点纸带如上图，并j测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选_段起计算A的碰前速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度。（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。已测得小l车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=

2、0.20kg，由以上测量结果可得：碰前总动量=_kgm/s. 碰后总动量=_kgm/s2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球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，记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置。且平行于G.R.Or所在的平面，米尺的零点与O点对齐。（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？答

3、：_（填选项号）A. 水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的B. A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a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G点相对于水平槽面的高度3. 用如图所示的装置验证动量守恒，图中A、B两球的直径均为d，质量分别是为m1和m2.实验中所必需的测量工具是_A球为入射球，B球为被碰球，两球质量的关系是m1_m2。根据题中给出的数据和图中点间距离，动量守恒要验证的关系式是_。4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

4、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t1和t2。（1）实验中还应测量的物理量是_。（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

5、相等，产生误差的原因是_。（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式。5.下图所示为气垫导轨。导轨上的两滑块质量相等，两滑块上的挡光片宽度相同。现将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。实验中用滑块甲撞击静止在导轨上的滑块乙，碰撞前滑块乙处于静止状态。第一次在两滑块碰撞端安上弹簧片，第二次在两滑块碰撞端粘上橡皮泥。两次实验时滑块甲碰前通过光电门计时装置记录的挡光片的挡光时间相等，碰后滑块乙第一次和第二次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间分别为。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断的关系应为 （选填“”、“m2; m1（OP）=m1（O

6、M）+m2（ON）4（1）B的右端至D板的距离L2（2） 测量、时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差。（学生只要答对其中两点即可）（3）能。5.mb、防止a球碰撞后反向弹回，再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。 （3）同时落地、如果不是同时落地，会影响实验结果、A、C （4）4.59 （5）maOB=maOA+mbOC11、BC12、ABEF13、ABC14、BD15、ABC16、B17、BD18、B19、A 91120、（1）用尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置17.5 cm（2）B A（3）mAOQ=mAOP+mB

7、OR21、（1）刻度尺、天平、重垂线、复写纸、白纸（2）两球的质量m1、m2和两球做平抛运动的水平位移s1、s2（3）m1s1=m2s222、0.6 212013届高考物理一轮复习测试：实验 验证动量守恒定律1.如图1425所示, 在“验证动量守恒定律”实验中, P为入射球A未与被碰球B碰撞时的落点, M为它与B球碰后的落点, N为B球的落点, 这个实验对小球质量MA和MB的要MA_MB(填“”、“”或“”). 为了能用OP长度表示球A的初速度, OM和ON长度分别表示球A与球B的末速度, 则必须做到_, 用图中标出的符号和测出的数据列出验证动量守恒的表达式为_. 图1425解析: 为保证A碰

8、后速度仍向右, MAMB; A、B碰后均为平抛运动, 由svt, 只有t相同, s才能表示v, 所以A、B球心碰前必在同一水平线上. 答案: 碰前A、B两球心等高MAOPMAOMMBON2. 如图1426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, 当甲车获得某一向右速度时, 随即启动打点计时器, 甲车运动一段距离后, 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1426所示. 电源频率为50 Hz, 则碰撞前甲车运动速度大小为_m/s, 甲、乙两车碰撞后的速度大小为_m/s, 该碰撞属于_碰撞. 图1426解析: 碰撞

9、前后都是匀速直线运动, 利用公式v求得碰撞前后的速度. 碰前甲的速度为v11.2 cm/0.02 s0.6 m/s, 碰后共同速度为v20.78 cm/0.02 s0.39 m/s.由于碰后两车成为一个整体, 所以其碰撞为完全非弹性碰撞. 答案: 0.600.39完全非弹性3.某同学把两块大小不同的木块用细线连接, 中间夹一被压缩了的轻质弹簧, 如图1427所示, 将这一系统置于光滑的水平桌面上, 烧断细线, 观察物体的运动情况, 进行必要的测量, 验证物体间相互作用时动量守恒. 图1427(1)该同学还必须有的器材是_. (2)需要直接测量的数据是_. (3)用所得数据验证动量守恒的关系式是

10、_. 解析: 烧断细线后两木块在弹力作用下向相反的方向运动, 两木块离开桌面后分别做平抛运动. 由平抛运动规律知, 两木块在水平方向为匀速运动, 且运动时间相同, 同时落地, 两者水平位移分别为s1v1t1, s2v2t2, 又t1t2, 若要验证m1v1m2v2, 只需验证m1s1m2s2.因此, 需要用刻度尺分别测出两者落地点到桌子两侧边的水平距离s1、s2, 用天平测两者的质量m1、m2.答案: (1)刻度尺、天平(2)两物体的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s1、s2(3)m1s1m2s24. 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

11、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、点迹清晰的两条纸带各自的一部分, 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_; 碰撞后的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围相等, 则动量守恒定律得到验证. 图1428

12、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, 则碰前两滑块动量分别为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.答案: 0.2abs30.2abs1(第1、2空答案可互换)0.2ab(s1s3)0. 4abs25. 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1429(a)所示. 在小车

13、A后连着纸带, 电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz, 长木板下垫着小木片以平衡摩擦力. 图1429(1)若已测得打点的纸带如图1429(b)所示, 并测得各计数点的间距(已标在图上). A为运动的起点, 则应选_段来计算A碰撞前的速度, 应选_段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”). (2)已测得小车A的质量m10.4 kg, 小车B的质量m20.2 kg, 则碰前两小车的总动量大小为_kgm/s, 碰后两小车的总动量大小为_kgm/s.解析: (1)从分析纸带上打点情况看, BC段既表示小车做匀速运动, 又表示小车有较大速度, 因此BC段能较准确地

14、描述小车A在碰撞前的运动情况, 应选用BC段计算A的碰前速度. 从CD段打点情况看, 小车的运动情况还没稳定, 而在DE段小车做匀速运动, 故应选用DE段计算碰后A和B的共同速度. (2)小车A在碰撞前速度大小为v0 m/s1.050 m/s小车A在碰撞前动量大小为p0mAv00.41.050 kgm/s0.420 kgm/s碰撞后A、B共同速度大小为v m/s0.695 m/s碰撞后A、B的总动量大小为p(mAmB)v(0.20.4)0.695 kgm/s0.417 kgm/s.答案: (1)BCDE(2)0.4200.4176.如图14210是用来验证动量守恒的实验装置, 弹性球1用细线悬挂于O点, O点下方桌子的边沿有一竖直立柱. 实验时, 调节悬点, 使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高. 将球1拉到A点, 并使之静止, 同时把球2放在立柱上. 释放球1, 当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞. 碰后球1向左最远可摆到B点, 球2落到水平地面上的C点. 测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒. 现已测出A点离水平桌面的高度为a, B点离水平桌面的高度为b, C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外, 图14210(1)还需要测量的量是_