物理 第6章第5课时.ppt

因此，只要分别测出两小球的质量m1、m2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s1和s2，若m1s1在实验误差允许范围内与m1s1+m2s2相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。 [实验器材] 　　碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不等的小球；白纸；复写纸；天平和砝码；刻度尺，游标卡尺（选用），圆规等。 [实验步骤] 1．用天平测出两个小球的质量m1、m2。用游标卡尺测小球的直径 2．安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。 3．在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。 4．在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。 5．先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。 6．把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与被碰球接触而发生正碰。 7．再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射小球的落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。 8．过O、N作一直线，取OO=2r（可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离），O就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。 9．用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度。 10．需验证：m1?OP=m1?OM+m2?(O /N-2r）即可在实验误差允许的范围内是否相等。 若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为：m1?OP=m1?OM+m2?ON，两个小球的直径也不需测量了。 m1?OP=m1?OM+m2?ON 2.必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。 3.入射小球每次应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑,为减小实验误差尽可能在斜槽较高的地方由静止释放入射小球。 4.小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均位置。 5.实验中确保实验桌、斜槽、记录白纸的位置要始终不变。 练习：1、如图所示，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，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨以及滑块A、B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下： (a)用天平分别测出滑块A、B的质量、. (b)调整气垫导轨，使导轨处于水平． (c)在滑块A、滑块B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上． (d)用刻度尺测出滑块A的左端至板C的距离L1. (e)按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当滑块A、B分别碰撞挡板C、D时停止计时，计下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2。 (1)实验中还应测量的物理量是 。 (2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 ，由此公式算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是 。 (3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式： 。 2、如用右图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角α ;球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录B球的落点． (1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量（设两球A、B碰前的动量分别为pA、pB；碰后动量分别为pA/ 、 pB/ ，则pA = ; pB = ; pA/ = ; pB/ = 。 (2)请你提供两条提高实验精度的建议： 。 思考 在研究弹性碰撞实验中，若入射球质量为m1,静止球质量为m2;槽口离水平地面高H，入射球从离槽口高h 静止滚下。测得两球碰后的水平距离之比为s1:s2=3:1，则两球质量之比为多少？ m1 m2 h H s1 s2