验证动量守恒定律实验.
D、入射球碰撞前的动量可表示为 m2 O ' N m1 (OP OM )
7.(2011· 北京理综)如图,用“碰撞实验器”可以验 证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞 前后的动量关系. (1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易 的.但是,可以通过仅测量________( 填选项前的符号), C 间接地解决这个问题. A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程
(1)碰撞后B球的水平射程应取为________cm. 64.7 (2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量? ______________( 填选项号) (64.2 cm--65.2 cm) ABD A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离 B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离 C.测量A球或B球的直径 D.测量A球与B球的质量(或两球质量之比) E.测量G点相对于水平槽面的高度
实验:验证动量守恒定律
一、实验原理 用两个大小相同但质量不等的小球的碰撞来验证动量 守恒定律,小球A以初速度V1去碰静止的小球B,碰撞后小 球A的速度为V1’,小球B的速度为V2’.
证明碰撞过程中动量守恒,即m1V1 = m1V1’ + m2V2’
本实验中较巧妙地借助平抛运动 的规律,将速度的测量转化为对水 平位移的测量, 验证表达式: m1.OP=m1.OM + m2O'N 保证“水平”和“正碰”及 正确测量三个落点的相对位置P、 M、N是实验成败的关键.
C、小球在空中飞行的时间不变
D、小球每次都能对心碰撞
4.在本实验中,安装斜槽轨道时,应让斜槽末 端点的切线保持水平,这样做的目的是为了使
A、入射球得到较大的速度
B
B、入射球与被碰小球对心碰撞后的速度为水平 方向 C、入射球与被碰球碰撞时动能无损失 D、入射球与被碰球碰后均能从同一高度飞出
5.某同学用图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验 证动量守恒定律.图中PQ是斜槽,QR为水平槽.实验时先使A 球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地 面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落 点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从 位置G由静止开始滚下, 和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕 迹.重复这种操作10次.O点是水平槽末端R在记录纸上的垂 直投影点.B球落点痕迹如图所示,其中米尺水平放置,且平 行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐.
A、斜槽轨道必须光滑 B、斜槽轨道末端的切线必须水平 C、入射球每次都要从同一高度由静止落下
D、碰撞的瞬间,入射球与被碰球的球心连线与 轨道末端的切线平行
3.在本实验中,入射球每次滚下都应从斜槽上 的同一位置无初速释放,这是为了使: A、小球每次都能水平飞出槽口
B
B、小球每次都以相同的速度飞出槽口
m1.OP=m1.OM+m2O' N
二、实验器材
白纸,________ 天平 、_________ 刻度尺 ,游标卡尺、圆规等.
斜槽,两个大小相等、质量不同的小球,重锤线,复写纸
四、实验操作
1.用天平测出两个小球的质量m1、m2.
选质量大的作为入射球m1.
2.按图所示安装好实验装置,使斜槽
切线水平 .把被碰球放在斜槽 的末端_________ 前的支柱上,调节实验装置使两球处于 同一高度 ___________. 3.在地上铺一张白纸,白纸上铺放复
主要测量的物理量: a.用天平测两球质量m1、m2 b.用游标卡尺测小球的直径d, c.水平射程:OP、OM、O’N
五、注意事项 ①斜槽末端切线要水平; ②每次小球下滑要从同一高度处由静止开始; ③要保证对心碰撞.球心等高或在同一水平线上 ④小球的诸多落点要用圆规画尽可能小的圆把所有的 小球落点都圈在里面,该小圆的圆心即为小球的平均落 点 。 ⑤入射小球的质量mA和被碰小球的质量mB的大小关系是 mA > mB 。
写纸,当小球落在复写纸上时,便在
白纸上留下了小球落地的痕迹. 4.在白纸上记下重垂线所指的位置O. OO '的距离即为小球直径d。
5.先不放上被碰小球,让入射小球从斜槽上同一高
度滚下,重复5次.
用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆
心P就是小球落点的平均位置.
6.把被碰小球B放在支柱上,让入射小球A从同一
6.入射球m1碰撞前的速度以及被碰球m2碰撞后的速度 可用其运动的水平位移来表示,图中M、N、P是小球的 落点,下列说法中正确的是
ABC
A、O’是被碰球在碰撞前其球心在纸上的垂直投影
B、O是碰撞前入射球的球心在纸上的垂直投影
C、被碰球碰撞后的动量可表示为 m2 O ' N m1 (OP OM )
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验 时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其 平均落地点的位置P,测量平抛射程OP. 然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将 入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多 次重复.
注意:实验过程中实验桌、斜槽、记录=mAOM+mBON
六、误差分析
实验中发现碰撞后系统(m1、m2)水平方向的总动量小于碰 撞前系统水平方向的总动量,误差主要来源于:
1.难做到准确的正碰,则误差较大;斜槽末端若不水平, 则得不到准确的平抛运动而造成误差. 2.O、O’、P、M、N各点定位不准确,测量和作图有偏 差.
高度滚下,使它们发生正碰, 重复3~5次,仿步骤
5,求出入射小球A的平均落点M和被碰小球B的平
均落点N。
7.过O、N在纸上作直线,取OO' =d, 碰球被碰时球心投影位置。 O'即为被
8、用刻度尺量OM、OP、O'N的长度。把两小球 的质量和相应的“速度数值"代入表达式看是 否成立:
验证的表达式:mAOP=mAOM+mBO'N 9、整理实验器材,放回原处。
训练
1.在做碰撞中的动量守恒的实验时,不需要测量的物 理量有 ( C
D)
A、入射小球和被碰小球的质量
B、入射小球和被碰小球的直径
C、斜槽轨道的末端距地面的高度
D、入射球滚下到抛出时的高度差 E、入射球未碰撞时飞出的水平距离 F、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离
2、在做碰撞实验中必须( BCD )