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1、 实验 验证动量守恒 动量的表达式 动量守恒定律 一个系统不受外力或所受外力之和为0 系统总动量保持不变 一个系统不受外力或表达式 p mv 系统不受外力或所受外力之和为零 系统总动量保持不变 实验目的 验证两个小球在碰撞前后动量守恒 N M O O P mA 只有入射小球从固定点下落时的情况 N M O O P mA mB 碰撞时的动态过程 N M O O P mA mB 碰撞时的轨迹示意图 实验目的 利用平抛运动验证动量守恒 实验器材 天平 刻度尺 游标卡尺 测小球直径 碰撞实验器 复写纸 白纸 重锤 两个直径相同质量不同的小球 验证动量守恒定律的实验装置 mA mB 说明 mA为入射小球
2、 mB为被碰小球 且mA mB 装置 实验原理 mAvA mAvA mBvB 2 本实验在误差允许的范围内验证上式成立 两小球碰撞后均作平抛运动 用水平射程间接表示小球平抛的初速度 OP mA以vA平抛时的水平射程 OM mA以vA 平抛时的水平射程 O N mB以vB 平抛时的水平射程 1 两小球在水平方向发生正碰 水平方向合外力为零 动量守恒 O N ON 2r r代表小球的半径 验证式mAOP mAOM mB ON 2r 验证的表达式 mAOP mAOM mBO N 实验测量 测量的物理量 a 用天平测两球质量mA mBb 用游标卡尺测两球的直径D 并计算半径r c 水平射程 OP OM
3、 ON 实验步骤 先用天平测量出两个小球的质量mA mB 安装好实验装置 注意使实验器的斜槽末端点的切线水平 把被碰球放在斜槽前的支柱上 调节实验装置使两球处于同一高度 且两球的球心和槽轴线在一直线上 两球心间的距离即为槽和支柱间的距离 垫木板和白纸时 要使木板水平 准确记下重锤线所指的位置O 从而确定0 点位置 先不放被碰球B 让入射球A从斜槽上同一高度处滚下 重复5 10次 用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面 该小圆的圆心 就是入射球的落地点P 实验步骤 过O N在纸上作直线 取OO 2r O 即为被碰球被碰时球心投影位置 把被碰小球B放在支柱上 让入射小球A从同一高度滚下 使
4、它们发生正碰 重复5 10次 仿步骤 求出入射小球A的平均落点M和被碰小球B的平均落点N 实验步骤 用刻度尺量OM OP O N的长度 把两小球的质量和相应的 速度数值 代入表达式看是否成立 整理实验器材 放回原处 实验步骤 验证式mAOP mAOM mB ON 2r mp4 N M O O P m1 只有入射小球从固定点下落时的情况 N M O O P m1 m2 碰撞时的动态过程 N M O O P m1 m2 碰撞时的轨迹示意图 由于v1 v1 v2 均为水平方向 且它们的竖直下落高度都相等 所以它们飞行时间也相等 若以该时间为时间单位 那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度 在右
5、图中分别用OP OM和O N表示 因此只需验证 m1OP m1OM m2 ON 2r 即可 数据处理 注意事项 斜槽末端要切线要水平 每次小球下滑要从同一高度处由静止开始 要保证对心碰撞 先调高低 再调远近 最后调左右 小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面 该小圆的圆心即为小球的平均落点 入射小球的质量mA和被碰小球的质量mB的大小关系是mA mB 训练 1 在做碰撞中的动量守恒的实验时 不需要测量的物理量有A 入射小球和被碰小球的质量B 入射小球和被碰小球的直径C 斜槽轨道的末端距地面的高度D 入射球滚下到抛出时的高度差E 入射球末碰撞时飞出的水平距离F 入射球和
6、被碰球碰撞后飞出的水平距离 CD 高度差 高度 2 入射球m1碰撞前的速度以及被碰球m2碰撞后的速度可用其运动的水平位移来表示 图中M N P是小球的落点 下列说法中正确的是A O 是被碰球在碰撞前其球心在纸上的垂直投影B O是碰撞前入射球的球心在纸上的垂直投影C 被碰球碰撞后的动量可表示为D 入射球碰撞前的动量可表示为 ABC 训练 3 在实验室里为了验证动量守恒定律 一般采用如下图甲 乙两种装置 1 若采用乙装置进行实验 以下所提供的测量工具中必需的是 A 直尺B 游标卡尺C 天平D 弹簧秤E 秒表 2 设入射小球的质量为m1 被碰小球的的质量为m2 则在用甲装置实验时 P为碰前入射小球落
7、点的平均位置 所得 验证动量守恒定律 的结论为 用装置中的的字母表示 AC m1OP m1OM m2 ON 2r 因此 需要测小球的直径 ma OB ma OA mb OC因此 不需要测小球的直径 装置图 测量的物理量 不用测小球直径 验证式 测量的物理量 a 用天平测两球质量m1 m2b 用游标卡尺测两球的直径D 并计算半径r c 水平射程 OP OM ON m1OP m1OM m2 ON 2r m1OP m1OM m2ON 某同学用下图装置做验证动量守恒定律的实验 先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下 在水平地面上的记录纸上留下压痕 重复10次 再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水
8、平段的最右端附近静止 让a球仍从原固定点由静止开始滚下 和b球相碰后 两球分别落在记录纸的不同位置处 重复10次 本实验必须测量的物理量有以下哪些选项 A 斜槽轨道末端到水平地面的高度HB 小球a b的质量ma mbC 小球a b的半径rD 小球a b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tE 记录纸上O点到A B C各点的距离OA OB OCF a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h B E 这时小球a b的落地点依次是图中水平面上的 点和 点 A C ma mb 保证碰后两球都向前方运动 不同时落地 无影响 平抛的飞行时间相同 2 小球a b的质量ma mb应该满足什么关系 为什么
9、3 放上被碰小球后 两小球碰后是否同时落地 如果不是同时落地 对实验结果有没有影响 为什么 为测定未放被碰小球时 小球a落点的平均位置 把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐 右图给出了小球a落点附近的情况 由图可得OB距离应为 cm 按照本实验方法 验证动量守恒的验证式是 如果两球相碰中有较大的动能损失 即不是弹性碰撞 那么以上验证式还成立吗 为什么 45 90 maOB maOA mbOC 成立 动量守恒 ma mb 保证碰后两球都向前方运动 3 不同时落地 无影响 平抛的飞行时间相同 6 答案 返回键 学生实验和练习中的环境不同 造成了b球的抛出点也不同 处理问题时一定要灵活对待 在学生实
10、验中 a球的抛出点在斜面的边缘 b球的抛出点在立柱处 最终要验证的关系式是 m1OP m1OM m2 ON 2r 因此 需要测小球的直径 在练习所反映的实验中 两球的抛出点相同 都在斜面的边沿处 最终要验证的关系式是 ma OB ma OA mb OC 因此 不需要测小球的直径 实验 验证动量守恒 实验目的 利用平抛运动验证动量守恒 实验器材 天平 刻度尺 游标卡尺 测小球直径 碰撞实验器 复写纸 白纸 重锤 两个直径相同质量不同的小球 验证动量守恒定律的实验装置 m1 m2 说明 m1为入射小球 m2为被碰小球 且m1 m2 返回目录 装置 实验原理 mAvA mAvA mBvB 2 本实验
11、在误差允许的范围内验证上式成立 两小球碰撞后均作平抛运动 用水平射程间接表示小球平抛的初速度 OP 入射小球碰前的水平射程 OM 入射小球碰后的水平射程 O N 被撞小球碰后水平射程 验证的表达式 mAOP mAOM mBO N 1 两小球在水平方向发生正碰 水平方向合外力为零 动量守恒 利用平抛运动规律 注意事项 斜槽末端要水平 每次小球下滑要从同一高度处由静止下滑 要保证对心碰撞 先调高低 再调远近 最后调左右 小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面 该小圆的圆心即为小球的平均落点 入射小球的质量mA和被碰小球的质量mB的大小关系是mA mB 条条记清 如图所示为验证碰撞中的动量守恒的实验装置 设入射球质量m1 靶球质量m2 碰撞前m1的速度v1 m2静止 碰撞后m1的速度v1 m2的速度v2 1 若碰撞动量守恒 则应满足 2 该实验入射球和靶球质量必须满足 3 该实验需要测量的数据有 4 根据测量数据 验证动量守恒的关系式是 m1 v1 m1 v1 m2 v2 m1 m2 m1 m2 OM OP ON m1 OP m1 OM m2 ON 实验原理
