4 实验:验证动量守恒定律 [实验思路] 1.仍沿这条直线 2.质量 速度 3.m1v1'+m2v2' 方案一 [物理量的测量] 4.v= 例1 (1)3.45 (2)升高 (3)> =- (4)D [解析] (1)由题图乙可知,游标卡尺的主尺读数为3 mm,游标尺的第9个刻线与主尺的某刻线对齐,游标尺的读数为0.05 mm×9=0.45 mm,则有游标卡尺的读数为3 mm+0.45 mm=3.45 mm. (2)滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间,说明滑块是加速运动的,即导轨左边高右边低,为使导轨水平,可调节Q使轨道右端升高. (3)滑块B向左滑动与滑块A碰撞,且被弹回,由碰撞规律可知,实验中两滑块的质量应满足mA>mB;取向左为正方向,实验需要验证的动量守恒表达式为mB=mA-mB,化简得=-. (4)设滑块B向左运动的速度为v1,与滑块A碰撞后返回速度为v2,滑块A碰撞后速度为v3,滑块B与滑块A碰撞的过程中系统的动量守恒,机械能守恒,则有mBv1=mAv3-mBv2、mB=mA+mB,联立解得v2+v3=v1,可得+=,即-=,A、B、C错误,D正确. 方案二 [物理量的测量] 6.m1·=m1·+m2· 例2 (1)> (2)64.7(64.2~65.0均可) (3)ABD (4)mA·OP=mA·OM+mB·ON [解析] (1)要使两球碰后都向右运动,A球质量应大于B球质量,即mA>mB. (2)将10个点圈在最小圆内,圆的圆心为平均落点,可由米尺测得碰撞后B球的水平射程约为64.7 cm. (3)从同一高度做平抛运动,飞行的时间t相同,而水平方向为匀速直线运动,故水平位移x=vt,所以只要测出小球飞行的水平位移,就可以用水平位移的测量值代替平抛运动的初速度.故需测出未放B球时A球飞行的水平距离OP和碰后A、B球飞行的水平距离OM和ON,及A、B两球的质量,故A、B、D正确. (4)若动量守恒,需验证的关系式为mAvA=mAvA'+mBvB', 将vA=,vA'=,vB'=代入上式得mA·OP=mA·OM+mB·ON. 随堂巩固 1.(1)BC (2)BC [解析] (1)根据实验原理可知,要验证mav=mava+mbvb,根据两球做平抛运动的时间t相同,可验证mavt=mavat+mbvbt,即只需验证ma·=ma·+mb·,则还需要刻度尺和天平,选项B、C正确. (2)为了保证a、b两球碰撞后小球a不被弹回,两个小球的质量应满足ma>mb,选项A错误;由于实验要重复进行多次以确定同一个碰撞后两小球的落点的平均位置,故每次碰撞前入射球a的速度必须相同,所以每次必须让a球从同一位置由静止滚下,选项B正确;由于要保证两球发生碰撞后做平抛运动,即初速度沿水平方向,故必须保证斜槽轨道的末端是水平的,选项C正确;由实验原理可知,要验证的表达式为ma·=ma·+mb·,选项D、E错误. 2.(1)①水平 ⑥释放滑块 (2)0.840 0.834 [解析] (1)①为保证滑块做匀速直线运动,气垫导轨应水平放置;⑥在弹射释放滑块之前应提前接通打点计时器,保证纸带能够记录足够多的数据点. (2)相互作用前滑块1的速度大小为v1==200 cm/s=2 m/s,相互作用之前的总动量为p1=m1v1=0.840 kg·m/s,相互作用后两滑块的共同速度大小为v2==120 cm/s=1.2 m/s,相互作用之后的总动量为p2=(m1+m2)v2=0.834 kg·m/s.4 实验:验证动量守恒定律 【实验思路】 1.一维碰撞 两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后 运动,这种碰撞叫作一维碰撞. 2.实验的基本思路 在一维碰撞的情况下,与物体运动有关的物理量只有物体的 和 . 3.验证动量守恒定律 设两个物体的质量分别为m1和m2,碰撞前的速度分别为v1和v2,碰撞后的速度分别为v1'和v2',若速度与我们设定的坐标轴的方向一致,则取正值,否则取负值.探究m1v1+m2v2= 是否成立. 方案一 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 【实验原理】 如图所示.这一实验装置不仅能保证碰撞是一维的,还可以做出多种情形的碰撞,速度的测量误差较小,这个方案是本实验的首选. 【实验器材】 学生电源、气垫导轨、滑块、天平、光电门、光电计时器等. 【物理量的测量】 1.用天平测量两个滑块的质量m1 ... ...
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