湖北省浠水县高中物理第十六章动量守恒定律1实验:验证动量守恒定律试题(无答案)新人教版选修3-5.docx
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1、6 / 6实验:验证动量守恒定律一、实验目的:验证动量守恒定律。二、实验原理质量为 回和国的两个小球发生正碰,若碰前 日运动,回静重垂线M P N离,代入公式即止,根据动量守恒定律应有:I X 因小球从斜槽上滚下的做平抛运动,由平抛运动知识可知,只要小球下落的高度 相同,在落地前运动的时间就相同,则小球的水平速度若用飞行 时间作单位,在数值上就等于小球飞出的水平距离。所以只要测得小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距,若在实验误差允许的范围内成立,就验证了两小球组成的系统碰撞前后总动量守恒,式中回、臼 和叵的长度如图所示。三、实验器材:斜槽,大小相等质量不同的小钢球两个,重垂线一条,白纸,复写纸
2、,天平一台,刻度尺,圆规,三角板 四、实验步骤1、用天平测出两个小球的质量凶、凶,选质量大的小球作为入射球2、3、4、5、如图所示安装好实验装置,使斜槽的末端沿切线方向水平在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,当小球落在复写纸上时,便在白纸上留下了小球落地的痕迹在白纸上记下生垂线所指的位置 |回先不放上被碰小球,让入射小球从斜槽上同一高度滚下,重复10次。用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心.可就是小球落点的平均位置回和被碰小球落点的6、把被碰小球放在斜槽前端边缘处,让入射小球从原来的高度滚下,使它们发生碰撞。重复实验10次。用同样的方法标出碰撞后入射小球落点的平均位置平均位置37、用刻
3、度尺测量线段叵I、叵)、回的长度,把两个小球的质量和相应的长度数值代入 | 看是否成立8、整理好实验器材放回原处。五、注意事项1、入射小球 网和被碰小球 网大小应完全相同,且 bl fe|2、入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下.3、斜槽末端的切线方向必须水平.4、两球碰撞时,球心等高或在同一水平线上六、误差分析1、研究所研究的两个小球应发生水平正碰,实验操作中两球心高度不在同一水平面上,组 实验带来误差.2、每次静止释放入射小球的高度越高,两球相碰时内力越大,动量守恒的误差越小3、应进行多次碰撞,落点取平均位置来确定,以减小偶然误差七、典型例题例1、某同学用图1所示装置通过半径相同的
4、 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,和 B球碰撞后,A、B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1中。点是水平槽末端 R在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 O所在的平面,米尺的零点与 。点对齐。(1)碰撞后B球的水平射程应取cm(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量? (填选项号)A
5、、水平槽上未放 B球时,测量A球落点位置到 。点的距离B、A球与B球碰撞后,测量 A球落点位置到 。点的距离C、测量A球或B球的直径D、测量A球与B球的质量(或两球质量之比 0E、测量G点相对于水平槽面的高度例2、用半径相同的两小球 A、B的碰撞验证动量守恒定律,实 验装置示意图 如图所示,斜槽与水平槽圆滑相接。实验时先 不放B球,使A球从斜槽上某一固定点 C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球静置于水平槽前端边缘处,让 A球仍从C处由静止滚下,A球和B球 相撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置。若测得各落点痕迹到。的距离:,并知A、B两球
6、的质量之比为2 :1,则未放B球时A球落地点是记录纸上的 点,系统碰撞前总动量 n与 碰撞后总动量tl的百分误差 区| =%(结果保留一位有效数字)例3、某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同,县挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为 1: 2。当两摆于均处于自由静 止状态时,其侧面刚好接触。向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成回角,然后将其由静止释放,结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角为 Z。若本实验允许的最大误差为日,此实验是否成功地验证了动量守恒定律? 例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
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