實(shí)驗(yàn)十五 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

1、實(shí)驗(yàn)十五 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律基本實(shí)驗(yàn)要求1實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測(cè)出物體的質(zhì)量m和碰撞前、后物體的速度v、v，算出碰撞前的動(dòng)量pm1v1m2v2及碰撞后的動(dòng)量pm1v1m2v2，看碰撞前后動(dòng)量是否守恒2實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小球(兩個(gè))、天平、復(fù)寫紙、白紙等3實(shí)驗(yàn)步驟(1)用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏?2)按照實(shí)驗(yàn)原理圖甲安裝實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整、固定斜槽使斜槽底端水平(3)白紙?jiān)谙拢瑥?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好記下重垂線所指的位置O.(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次用圓規(guī)畫盡量小的圓把小球所有的落點(diǎn)都圈在里面圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置(5)把被撞

2、小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次用步驟(4)的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N.如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示(6)連接ON，測(cè)量線段OP、OM、ON的長(zhǎng)度將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中最后代入m1OPm1OMm2ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立(7)整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處(8)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，碰撞系統(tǒng)的動(dòng)量守恒規(guī)律方法總結(jié)1數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v22注意事項(xiàng)(1)前提條件保證碰撞是一維的，即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞之后還沿這條直線運(yùn)動(dòng)(2)利用斜槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入射球質(zhì)量要大于

3、被碰球質(zhì)量，即m1m2，防止碰后m1被反彈備課筆記考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作例1 某同學(xué)用如圖1所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球(mAmB)的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律圖中PQ是斜槽，QR為水平槽實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作10次圖1中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)B球落點(diǎn)痕跡如圖2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊

4、圖1圖2(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取_ cm.(2)在以下選項(xiàng)中，本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行測(cè)量的有_(填選項(xiàng)號(hào))A水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離BA球與B球碰撞后，測(cè)量A球及B球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C測(cè)量A球或B球的直徑D測(cè)量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E測(cè)量水平槽面相對(duì)于O點(diǎn)的高度(3)實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于入射球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的說(shuō)法中正確的是( )A釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小，兩球速度的測(cè)量越準(zhǔn)確C釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動(dòng)量之差越小，誤差越小D釋放

5、點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道?duì)被碰小球的阻力越小變式題組1實(shí)驗(yàn)操作某同學(xué)用如圖3所示的裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律圖中PQ為斜槽，QR為水平槽實(shí)驗(yàn)時(shí)先使a球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡關(guān)于小球落點(diǎn)的下列說(shuō)法中正確的是( )圖3A如果小球每一次都從同一點(diǎn)無(wú)初速釋放，重復(fù)幾次的落點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是重合的B由于偶然因素存在，重復(fù)操作時(shí)小球的落點(diǎn)不重合是正常的，但落點(diǎn)應(yīng)當(dāng)比較密集C測(cè)定B點(diǎn)位置時(shí)，如果重復(fù)10次的落點(diǎn)分別為B1、B2、B3、B10，則OB應(yīng)取OB1、OB1OB2OB10OB2、OB3OB10的平均值，即OB10D用半徑盡量小的圓把B1、B2

6、、B3B10圈住，這個(gè)圓的圓心就是入射球落點(diǎn)的平均位置B2實(shí)驗(yàn)原理和操作如圖4所示為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖圖4(1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則( )Am1m2，r1r2 Bm1m2，r1r2Cm1m2，r1r2 Dm1m2.按照如圖9所示，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點(diǎn)的切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置將小球m2放在斜槽末端點(diǎn)B處，讓小球m1從斜槽頂端A處滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和小球m2在斜面上的落點(diǎn)位置用毫米刻度尺量出各

7、個(gè)落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)B的距離圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個(gè)落點(diǎn)位置，到B點(diǎn)的距離分別為L(zhǎng)D、LE、LF.根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：(1)小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)是圖中的_點(diǎn)，m2的落點(diǎn)是圖中的_點(diǎn)(2)用測(cè)得的物理量來(lái)表示，只要滿足關(guān)系式_，則說(shuō)明碰撞中動(dòng)量是守恒的(3)用測(cè)得的物理量來(lái)表示，只要再滿足關(guān)系式_，則說(shuō)明兩小球的碰撞是彈性碰撞6實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(探究碰撞中的不變量)，某同學(xué)選取了兩個(gè)材質(zhì)相同、體積不等的立方體滑塊A和B，按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：步驟1：在A、B的相撞面分別裝上橡皮泥，以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體；步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)

8、裝置如圖10，鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽，右端是長(zhǎng)直水平槽傾斜槽和水平槽由一小段弧連接，軌道槽被固定在水平桌面上，在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺(tái)數(shù)碼頻閃照相機(jī)；圖10步驟3：讓滑塊B靜置于水平槽的某處，滑塊A從斜槽某處由靜止釋放，同時(shí)開始頻閃拍攝，直到A、B停止運(yùn)動(dòng)，得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片；步驟4：多次重復(fù)步驟3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出來(lái)，將刻度尺緊靠照片放置，如圖11所示(1)由圖分析可知，滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的位置_圖11在P5、P6之間在P6處在P6、P7之間(2)為了探究碰撞中動(dòng)量是否守恒，需要直接測(cè)量或讀取的物理量是_A、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1和m2滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度