验证动能守恒定律

验证动量守恒定律

1.用频闪摄影和气垫导轨做“探索碰撞中的不变量”实验,步骤如下:

①用天平测得滑块的质量分别为200克和300克;

②安装气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

(3)向气垫导轨中通入压缩空气;

(4)将两个滑块放在导轨上,给它们一个初速度,同时开始闪光摄影,闪光时间间隔设置为,照片如下所示:

结合实验过程和图像分析:

图像是在四次闪光后拍摄的,在这四次闪光的瞬间,两个滑块都在0~80cm的刻度范围内。第一次闪烁时,滑块A刚过去,滑块B刚过去;一个物体在碰撞后处于静止状态。设右方向为正方向,试分析:滑块碰撞时间发生在第一次闪光_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _之后。

2.一个实验小组使用气垫导轨来验证滑块在碰撞过程中的动量守恒。实验装置如图所示。

1.实验前,调节气垫导轨底部的调节旋钮,使导轨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _;充气后,当滑块能在导轨上_ _ _ _ _ _ _ _ _移动时,说明气垫导轨已调整好。

2.实验中,首先滑块1将轻弹簧压在导轨左端的弹射架上,然后释放滑块1。通过光电门1后,滑块1用固定在左侧的弹簧片与滑块2碰撞,然后滑块1和滑块2依次通过光电门2,两个滑块依次制动;实验中需要测量滑块1的质量M1(包括挡光板)、滑块2的质量m2(包括弹簧片和挡光板)、滑块1通过光电门1的挡光时间T1、通过光电门2的挡光时间t2、_ _ _ _

3.如果_ _ _ _ _ _ _ _这个表达式成立,说明滑块1和2的动量在碰撞过程中是守恒的。(用物理量的符号表示)

3.图中所示的装置用于验证动量守恒定律。质量为mA的钢球A用细铁丝挂在O点上,质量为mB的钢球B放在离地高度为h的小柱子N上。O点到A球中心的距离为L,这样吊线是直的,与垂直方向的夹角为β。释放后,A球刚好和B球在最低点发生碰撞。碰撞后,球A将原本在垂直方向静止不动的灯光指示器OC推至与垂直方向成α角,球落地。地上铺了一张覆盖着复写纸的白纸,β角不变。以上实验重复多次,在白纸上记录多个球B的落点,然后测量球B的水平位移S,局部重力加速度为g .

1.两个钢球A和B的碰撞近似视为弹性碰撞,所以球A的质量_ _ _ _ _ _ _ _ _球B的质量(可选“大于”、“小于”或“等于”),为了处理白纸上多个球B落点的数据,进而确定落点的平均位置,需要的设备不仅仅是秤。

2.用问题中给出的物理量的字母表示,A球在碰撞前一瞬间的动量,A球在碰撞后一瞬间的动量,B球在碰撞后一瞬间的动量。

4.如图,在“验证动量守恒定律”实验中,在气垫导轨上放置一个带有遮光板的滑块,遮光板的宽度相同,测得的质量分别为和。实验中,光簧通过用细铁丝将两个滑块拉得很近来压缩两个滑块,然后燃烧细铁丝,光簧将两个滑块弹开,通过光电门的时间测量如下。

(1)图为学生A和B用螺旋千分尺测量遮光板宽度时得到的不同场景。从图中我们可以看到,学生A测得的指标是_ _ _ _ _ _ _ _ mm,学生B测得的指标是_ _ _ _ _ _ _ _ mm。

(2)动量守恒用测得的物理量表示,应满足的关系是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

5.如图A,在验证动量守恒定律的实验中,汽车前端粘上橡皮泥推动汽车使其匀速运动。然后和前面原本静止的车碰撞粘成一个整体,继续匀速运动。车后接一根纸带,电磁打点计时器的工频为,长板右端下垫一小块木头,以平衡摩擦力。

1.如果纸带如图B所示,测量每个计数点的间距(标在图上)。如果是运动开始的第一个点,则应选择_ _ _ _ _ _ _ _计算碰撞前的速度,选择_ _ _ _ _ _ _ _计算与碰撞后相同的速度(填写“或”或“或”)。

2.车的质量已经测出来了,车的质量是。根据以上测量结果,碰撞前系统的总动量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(结果保留四位有效数字)

3.实验结论:_ _ _ _ _ _ _ _。

6.结合图A所示的装置和频闪相机拍摄的照片,验证了动量守恒定律。实验步骤如下:

①用天平测量两个球A和B的质量mA和mB;

(2)安装实验装置,使溜槽末端所在平面保持水平;

③先不要把球B放在滑道末端,让球A在静止时从滑道上的位置P释放。球A离开滑槽后,频闪相机连续拍摄球A的两个位置(如图B);

(4)将球B放在滑槽的末端,让球A静止不动地从位置P释放出来,使它们碰撞,频闪相机连续拍摄两个球的位置(如图C);

⑤测量所需的物理量。请回答:

1.实验①中,A和B两个球的质量要满足_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

2.在步骤⑤中,照片中需要直接测量的物理量有_ _ _ _ _ _ _ _(可选“x0,y0,xA,yA,xB,Yb”)。3.如果两个球在碰撞过程中动量守恒,方程是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

7.一个物理学兴趣小组用图A所示的装置验证动量守恒定律,测量平台上A点与滑块A之间的动摩擦系数,在一个足够大的水平平台上的A点放置一个光电门,右边是光滑的水平面,左边是粗糙的水平面,局部重力加速度为g,采用的实验步骤如下:

A .在小滑块A上固定宽度为d的窄挡光片;

B .用天平分别测量小滑块A(包括挡光片)和小球B的质量;

c、用细铁丝将A、B连接起来,夹住压缩的轻而短的弹簧,搁在平台上;

d、细线烧焦后,瞬间被弹开,反方向移动;e、记录滑块A通过光电门时挡光板的遮挡时间;

F.滑块A最终停在C点(图中未示出),用刻度尺测量两者之间的距离;

G.球B从平台边缘飞出后,落在水平地面的B点上,用刻度尺测量平台与水平地面之间的高度h和平台边缘垂直线与B点之间的水平距离;

H.改变弹簧压缩量,并进行多次测量。

1.用螺旋千分尺测量挡光板的宽度,如图B所示,挡光板的宽度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ mm

2.在这个实验中验证动量守恒定律,只需要验证弹开后的动量相等,即A的动量等于B _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的动量;(用上述实验中涉及的物理量的字母表示)

3.改变弹簧压缩量,经过多次测量,兴趣小组得到的距离与的关系图像如图C所示,图像的斜率为k, 所以平台上A点的左侧与滑块A之间的动摩擦系数为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

8.如图A所示,动量守恒定律可以用“碰撞测试仪”来验证,即可以研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,在白纸上铺上复写纸,记下粗竖线表示的位置o。接下来的实验步骤如下:

步骤1:不要释放小球2,让小球1从滑道上的A点从其余部分滚下,落到地面。重复多次,用尽可能小的圆,把球的落点都圈在里面,其圆心就是球落点的平均位置;

第二步:将小球2放在滑槽前端的边缘位置B,让小球1从静止点A滚下,使它们碰撞。重复多次,用与步骤1相同的方法,标出两个球碰撞后的平均位置;

第三步:用刻度尺测量平均位置到O点的距离,即线段的长度。

(1)以上实验中,除了测量线段的长度,需要测量的物理量有_ _ _ _ _。

A.两点之间的高度差

b . b点离地面的高度

C.球1和球2的质量

D.球1和球2的半径r

(2)当被测物理量满足_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _时

(3)完成上述实验后,一个实验小组对装置进行了修改,如图2所示。在水平槽的末端与水平地面之间放置一个斜面,斜面的顶点与水平槽同高并无缝连接,使球1仍然从滑槽上的A点滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两个球在斜面上的平均落点。斜面的顶点用刻度尺测量到三个点。