高考物理实验:验证动量守恒定律
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.
答案:(l)B的右端至D板的距离
(2) 测量时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差.
(3)
2、用如图所示装置来验证动量守恒定律,质量为的钢球B放在小支柱N上,球心离地面高度为H;质量为的钢球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,用来记录球B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;碰后动量分别为,则
(2)请你提供两条提高实验精度的建议:_____________。
答案:
(1)
(2)①让球A多次从同一位置摆下,求B球落点的平均位置;②角取值不要太小;③两球A、B质量不要太小;④球A质量要尽量比球B质量大
3、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
(1)若已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距标在图上,A为运动起始的第一点,则应选____段起计算A的碰前速度;应选____段来计算A和B碰后的共同速度(填AB、BC、CD、DE).
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:
碰前总动量=______kg·m/s碰后总动量=______kg·m/s
3(1) BC DE (2)0.42kg·m/s 0.417kg·m/s
4. 某同学用图16装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜 槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.
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