- 力学
- 验证动量守恒定律的实验目的、原理、器材
- + 验证动量守恒定律的实验步骤和数据处理
- 验证动量守恒定律的注意事项和误差分析
- 用竖直挡板验证动量守恒定律
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某实验小组在进行“探究碰撞中的不变量”的实验入射小球与被碰小球半径相同.
(1)实验装置如图甲所示先不放B小球,使A小球从斜槽上某一固定点C(图中未画出)由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹,再把B小球静置于水平槽前端边缘处,让A小球仍从C处由静止滚下,A小球和B小球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹.如图乙所示,记录纸上的O点是重锤所指的位置,M、P、N分别为落点的痕迹.未放B小球时,A小球落地点是记录纸上的________点.

甲 乙
(2)实验中可以将表达式
转化为
来进行验证,其中
、
、
为小球做平抛运动的水平位移,可以进行这种转化的依据是________.(请你选择一个最合适的答案)
(1)实验装置如图甲所示先不放B小球,使A小球从斜槽上某一固定点C(图中未画出)由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹,再把B小球静置于水平槽前端边缘处,让A小球仍从C处由静止滚下,A小球和B小球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹.如图乙所示,记录纸上的O点是重锤所指的位置,M、P、N分别为落点的痕迹.未放B小球时,A小球落地点是记录纸上的________点.


甲 乙
(2)实验中可以将表达式





A.小球飞出后的加速度相同 |
B.小球飞出后,水平方向的速度相同 |
C.小球在空中水平方向都做匀速直线运动,水平位移与时间成正比 |
D.小球在空中水平方向都做匀速直线运动,又因为从同高度平抛运动时间相同所以水平位移与初速度成正比。 |
某同学采用如图所示的装置探究碰撞中的不变量把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B球静止,拉起A球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起实验过程中除了要测量A球被拉起的角度
和两球碰撞后摆起的最大角度
之外,还需测量________(写出物理量的名称和符号)才能进行验证,用测量的物理量表示碰撞中的不变量的关系式是________.



用如图所示装置来探究碰撞中的不变量.质量为
的钢球A用细线悬挂于O点,质量为
的钢球B放在离地面高为H的小支柱上,O点到小球A球心的距离为L,小球释放前悬线伸直且悬线与竖直方向的夹角为
.小球A释放后到最低点与B发生正碰,碰撞后B做平抛运动,小球A把轻杆指针OC推移到与竖直方向成夹角
的位置,在地面上铺一张带有复写纸的白纸D.保持夹角
不变,多次重复,在白纸上记录了多个B球的落地点(
、
为已知量,其余物理为未知量)

(1)图中的x应该是B球所处位置到________的水平距离.
(2)为了验证两球碰撞过程中的不变量,需要测________等物理量.
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球和碰撞前后B球的质量与速度的乘积依次为________、________、________、________.








(1)图中的x应该是B球所处位置到________的水平距离.
(2)为了验证两球碰撞过程中的不变量,需要测________等物理量.
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球和碰撞前后B球的质量与速度的乘积依次为________、________、________、________.
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,滑块对导轨的压力近似为零,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。某实验小组验证动量守恒定律的实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:(滑块A、B的质量mA、mB已经给出且不相等)

①调整气垫导轨,使导轨处于水平。
②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。
③用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;B的右端至D板的距离L2。
④给导轨送气,气流稳定后,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挡板时自动停止计时,从记时器上记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
(1)利用已经给的量和上述测量的实验数据,写出验证动量守恒定律的表达式___________________。
(2)利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出弹性势能表达式为________________。

①调整气垫导轨,使导轨处于水平。
②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。
③用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;B的右端至D板的距离L2。
④给导轨送气,气流稳定后,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挡板时自动停止计时,从记时器上记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
(1)利用已经给的量和上述测量的实验数据,写出验证动量守恒定律的表达式___________________。
(2)利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出弹性势能表达式为________________。
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处由静止释放,钢球的落地点距上轨道末端的水平距离为x。

(1)若轨道光滑,
与h的理论关系应满足
__________ (用H、h表示)。
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表。
请在坐标纸上作出
关系图线。
(______ )

(3)对比实验结果与理论计算得到的
关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率___________ (选填“小于”或“大于”)理论值。
(4)从
关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是________________ 。

(1)若轨道光滑,


(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表。
![]() | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 |
![]() | 2.62 | 3.89 | 5.20 | 6.53 | 7.78 |
请在坐标纸上作出

(

(3)对比实验结果与理论计算得到的

(4)从

如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图。

(1)本实验中,实验必须要求的条件是(________)
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端点的切线是水平的
C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D.入射球与被碰球满足ma>mb,ra=rb
(2)图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是______;
A.ma•ON=ma•OP+mb•OM
B. ma•OP=ma•ON+mb•OM
C.ma•OP=ma•OM+mb•ON
D.ma•OM=ma•OP+mb•ON

(1)本实验中,实验必须要求的条件是(________)
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端点的切线是水平的
C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D.入射球与被碰球满足ma>mb,ra=rb
(2)图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是______;
A.ma•ON=ma•OP+mb•OM
B. ma•OP=ma•ON+mb•OM
C.ma•OP=ma•OM+mb•ON
D.ma•OM=ma•OP+mb•ON
在“验证动量守恒定律”的实验中。实验装置及实验中小球运动轨迹及平均落点的情况如图所示,回答下列问题:

(1)本实验需要测量的物理量是______(填选项前的字母)。
(2)实验中重复多次让小球a从斜槽上的同一位置释放,其中“同一位置释放”的目的是________。
(3)放置被碰小球b前后,小球a的落点位置为分别为图中的_______和______。

(1)本实验需要测量的物理量是______(填选项前的字母)。
A.小球的质量ma、mb |
B.小球离开斜槽后飞行的时间ta、tb |
C.小球离开斜槽后飞行的水平射程xA、xB、xC |
D.槽口到水平地面的竖直高度H |
(3)放置被碰小球b前后,小球a的落点位置为分别为图中的_______和______。
如图甲,在验证动量守恒定律实验时,小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A一下,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,继续匀速运动,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。

(1)若获得纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上)。A为运动起始的第一点,则应选_____ 段来计算A 的碰前速度,应选_____段来计算A和B碰后的共同速度(填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车A 的质量m1=0.60kg,小车B的质量为m2=0.40kg,由以上测量结果可得碰前系统总动量为________kg·m/s,碰后系统总动量为_____kg·m/s。(结果保留三位有效数字)
(3)实验结论:_________;
(4)若打点计时器的实际工作频率高于50Hz,而实验者仍按照50Hz的频率来分析,你认为对实验结果__________ (填“有”或“无”)影响。

(1)若获得纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上)。A为运动起始的第一点,则应选_____ 段来计算A 的碰前速度,应选_____段来计算A和B碰后的共同速度(填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车A 的质量m1=0.60kg,小车B的质量为m2=0.40kg,由以上测量结果可得碰前系统总动量为________kg·m/s,碰后系统总动量为_____kg·m/s。(结果保留三位有效数字)
(3)实验结论:_________;
(4)若打点计时器的实际工作频率高于50Hz,而实验者仍按照50Hz的频率来分析,你认为对实验结果__________ (填“有”或“无”)影响。