动量守恒实验
问题一:实验原理
让质量较大的小球m1从斜槽上滚下,与 放在斜槽末端的质量较小的小球m2发生正碰 ,碰前m1的入射速度为υ1,两球总动量为 m1υ1.碰撞后,入射小球m1的速度为υ1′,被 碰小球m2的速度为υ2′,两球总动量为队 m1υ1′+m2υ2′,根据动量守恒定律,应有 m1υ1=m1υ1+m2υ2如果测出两球的质量m1和m2 及两球在碰撞前后的速度υ1、υ1′、υ2′,代入 上式,就可以验证动量是否守恒.
(4)白纸铺好后不能移动.
(1)两小球质量的关系应满足( ) A. m1=m2 B. m1>m2 C. m1<m2 D.没有限制 (2)实验必须满足的条件是( ) A.轨道末端的切线必须是水平的 B.斜槽轨道必须光滑 C.入射球m1每次必须从同一高度滚下 D.入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度
问题三:实验中注意的问题
(1)要调节好实验装置,使固定在桌边的斜槽末端 点的切线水平,使小支柱与槽口间距离等于小球直径, 而且两球相碰时处在同一高度,碰撞后的速度方向在 同一直线上.
(2)应使入射小球的质量大于被碰小球的质量. (3)应使入射小球每次从槽上相同位置由静止滚下 . 可在斜槽上适当高度处固定一挡板,使小球靠着挡板, 然后静止释放小球.
(3)现有下列器材,为完成本实验,哪些是必需的? A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.圆规 (4)如果碰撞中动量守恒,根据图中各点间的距离,要验证的表 达 . 若在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中: (1)用游标卡尺测直径相同的入射球和被碰球的直径,其结果如图甲 所示,该球直径为 cm. (2)实验中小球落点情况如图乙所示,入射小球A与被碰小球B的质 量之比mA∶mB=3∶2,则该实验中碰撞前后系统的总动量是否守恒?
例: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,并将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 段来计算A的 碰前速度,应选 段来计算A和B碰后的共同速度.(以上 两格填“AB”、“BC”、“CD”或“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:碰前总动量为 kg· m/s ,碰后总动量为 kg· m/s.
问题二:确定小球平均落点的方法
(1)先不放上被碰小球,让入射小球从斜槽上 某一高度处滚下,重复10次,用尽可能小的圆把 所有小球落点圈在里面,圆心P就是小球落点的 平均位置.
(2)把被碰小球放在斜槽前端支柱上,让入射 小球从原来的高度滚下,使它们发生碰撞,重复 10次,用上述方法找出碰后入射球平均落点位置