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

123456B级关键能力提升练4.某物理小组利用频闪照片和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,已知A、B两滑块的质量分别为mA=0.60kg、mB=0.40kg,A滑块向右运动,与原来处于静止状态的B滑块碰撞(碰撞时间可忽略不计);碰撞前后共进行了四次拍摄,第一次是在两滑块相撞之前,以后的三次是在碰撞之后,并且A、B滑块在拍摄频闪照片的这段时间内是在20cm至115cm这段范围内运动(以滑块上的箭头位置为准),忽略各种阻力影响。试根据频闪照片(闪光时间间隔为0.5s)回答问题。123456(1)根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在cm刻度处;?(2)设向右为正方向,由图数据可计算得:A滑块碰撞前的速度为vA=m/s,碰撞前系统的总动量p=kg·m/s,碰撞后系统的总动量p=kg·m/s。(计算结果保留2位有效数字)?答案(1)40(2)0.800.480.48解析(1)由于碰撞前后滑块做匀速直线运动,结合图可知A、B碰撞位置在40cm处。123456123456从第二次到第三次拍照,B从55cm处运动到85cm处,所以碰撞后B的速度为vB==0.60m/s,则碰撞前系统的总动量为p=mAvA=0.60kg×0.80m/s=0.48kg·m/s碰撞后系统的总动量为p=mAvA+mBvB=(0.60×0.4+0.40×0.60)kg·m/s=0.48kg·m/s。1234565.某同学用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,所用器材包括:气垫导轨、滑块1(上方安装有宽度为d=5.5mm的遮光片,左侧有撞针)、滑块2(右侧有橡皮泥)、两个与计算机相连接的光电门A和光电门B、天平等。123456安装好器材后进行如下操作:A.将两个光电门A、B隔开一段适当距离固定在导轨上,调节气垫导轨使其水平;B.用天平测出滑块1(含遮光片、撞针)的质量m1,滑块2(含橡皮泥)的质量m2;C.将滑块2放置在两光电门A、B之间,滑块1放在光电门A的右侧,瞬间将滑块1推向滑块2,记下安装在滑块1上的遮光片通过光电门A的遮光时间Δt1;D.两滑块相碰后,撞针插入橡皮泥中,使两个滑块连成一体运动,记下遮光片通过光电门B的遮光时间Δt2;E.只改变滑块的质量,重复上述实验步骤。123456(1)某次实验中得到的一组数据为m1=0.210kg,m2=0.400kg,Δt1=2.750×10-3s,Δt2=8.090×10-3s,计算可得碰撞前两滑块的总动量p1=kg·m/s,碰撞后两滑块的总动量p2=kg·m/s。(结果均保留2位有效数字)?(2)由以上实验数据可以得到的结论是,引起误差的原因为(写出一条原因即可)。?123456答案(1)0.420.41(2)在误差允许的范围内滑块1、滑块2在碰撞前后动量守恒气垫导轨未调水平或空气阻力的影响(2)在误差允许的范围内滑块1、滑块2在碰撞前后动量守恒;该实验存在误差的可能原因为气垫导轨未调水平、空气阻力的影响等。1234566.某同学用小球碰撞验证动量守恒定律,由同种材料制作的两倾斜轨道(倾角相同)和一光滑水平轨道平滑连接并处于同一竖直平面内(如图所示)。实验所需的等大实心小球和空心小球由同种材料制成。首先从右侧轨道某一位置处(做一标记)释放小球1,小球1到达左侧轨道最大高度处(做另一标记);然后将小球2静止在水平轨道处,在右侧轨道第一次释放小球1的同一位置释放小球1,在水平轨道与小球2碰撞后反弹,标记两小球到达斜面最大高度时的位置。123456(1)实验中标记的位置为P、Q、M、N,则小球(选填“1”或“2”)是空心小球;?(2)为验证碰撞过程动量守恒,实验中需测量的物理量;(填选项前的编号)?A.两小球质量m1和m2B.P、Q、M离各自斜面底端的距离x1、x2、x3C.P、Q、N离各自斜面底端的距离x1、x2、x4(3)若满足表达式,则可以验证两小球碰撞过程动量守恒。(用题中测量的物理量的符号表示)?123456解析(1)由于小球1、2在水平轨道碰撞后,小球1发生反弹,可知小球1的质量小于小球2的质量,故小球1是空心小球。123456(2)由题意可知,小球1从右侧轨道M点由静止释放,到达左侧轨道P点速度为零,当小球2静止放在水平轨道时,碰撞后小球1返回的最高点为N,