教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量与动量守恒定律 分层作业6 实验：验证动量守恒定律.ppt

第一章分层作业6实验:验证动量守恒定律

123456A级必备知识基础练1.实验小组采用如图甲所示的常规方案验证动量守恒定律,实验完成后,该小组将水平木板改为竖直木板再次实验,如图乙所示,B、B两点在同一水平线上,A、B两小球半径均相同,质量分别为mA和mB。

123456(1)组装实验装置时,斜槽末端(选填“需要”或“不需要”)保持水平;(2)选择A、B两小球的原则是;(填选项前的编号)?A.两小球质量满足mAmBB.两小球质量满足mAmBC.以上两种情况,都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验D.为了防止小球打坏木板,应选择质量小、体积大的软质小球实验(3)正确选择器材后采用图甲所示方案,实验中还必须测量的物理量是;?

123456(4)正确选择器材后采用图乙所示方案实验,下列说法正确的是。(填选项前的编号)?A.测量BN、BP和BM的长度B.测量BN、BP和BM的长度

123456答案(1)需要(2)AC(3)OM、OP和ON的长度(4)AD解析(1)本实验需要小球从斜槽末端离开后做平抛运动,所以斜槽末端需要保持水平。(2)为了使两小球碰撞后A小球不反弹,两小球质量满足mAmB,故A正确,B错误;为了减小空气阻力对实验的影响,两小球都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验,故C正确,D错误。(3)采用图甲方案实验时,两小球下落高度相同,所以做平抛运动的时间相同,而两小球碰撞前后的速度分别正比于对应的水平位移大小,所以在验证动量守恒时可直接代入水平位移来间接代替速度,则实验中还必须测量的物理量是OM、OP和ON的长度。

123456(4)采用图乙方案实验时,设A与B碰撞前瞬间A的速度为v1,碰后瞬间二者的速度分别为v1和v2,根据动量守恒定律和机械能守恒定律得速度与运动时间成反比,而下落高度越大运动时间越长,则P点是A单独抛出时在竖直木板上的撞击点,M、N点分别是A与B碰撞后各自在竖直木板上的撞击点,

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1234562.为验证动量守恒定律,某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置,气垫导轨已经调成水平状态,两个滑块A、B分别静置在气垫导轨上,在滑块A的右侧以及滑块B的左侧都安装了弹簧片,滑块A、B的上方安装了宽度相同的遮光片。C、D为固定在气垫导轨上的光电门,用于记录遮光片经过光电门的时间。

123456(1)某同学进行的实验步骤如下:①测量滑块A、B的质量(含弹簧片及遮光片),分别记为mA、mB;②测量滑块A、B上遮光片的宽度,记为d;③给滑块A一个向右的瞬时冲量,观察滑块A的运动情况及A、B两滑块在相碰后各自的运动情况;④记录下滑块A经过光电门C的时间第一次为Δt1、第二次为Δt2;⑤记录下滑块B经过光电门D的时间Δt3。(2)根据以上实验,完成下列问题(用mA、mB、d、Δt1、Δt2和Δt3等表示):①碰撞前滑块A的速度大小v0=,碰撞后滑块A的速度大小v1=;②碰撞后滑块B的速度大小v2=;?③若等式成立,则系统动量守恒。?

123456(3)某同学用游标卡尺测得了遮光片的宽度,如图乙所示,遮光片的宽度d=mm。乙(4)测量多组数据,将所测相关数据代入(2)③的等式中,若在误差允许的范围内成立,可以认为系统动量守恒。

123456解析(2)遮光片的宽度很小,可以近似用遮光片通过光电门的平均速度替代物体经过光电门的瞬时速度,则碰撞前后滑块A的速度大小与碰撞后滑(3)根据游标卡尺的读数规律可知,遮光片的宽度为1mm+0.1×9mm=1.9mm。

1234563.某同学在利用气垫导轨、滑块、数字计时器、光电门等器材验证动量守恒定律的实验装置图如图甲所示。该实验用到两个相同的光电门1、2及两个质量分别为m1、m2的滑块1和滑块2,两滑块上分别固定有宽度相同、质量不计的遮光片,滑块1的右侧和滑块2的左侧分别带有一个弹性片(图中未画出)。甲实验过程中,将气垫导轨调节水平后,滑块1、2分别被左右两侧的弹射架水平弹射出去,在两个光电门之间发生正碰后又分别经过光电门1和2返回。

123456(1)用精度为0.1mm的游标卡尺测量遮光片的宽度,示数如图乙所示,测得本实验中遮光片的宽度d=mm。?乙(2)某次测量中,数字计时器记录的遮光片通过光电门的遮光时间为5×10-3s,则滑块的速度大小为m/s。?(3)若某次实验过程中,与光电门1连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为Δt1、Δt1,与光电门2连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为Δt2、Δt2,则验证动量守恒定律的表达式为(以水平向右为正方向,用题目中的物理量符号表示)。?

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