动量守恒实验

1、动量守恒实验1. 某物理兴趣小组利用如图1所示的装置进行实验在足够大的水平平台上的a点放置一个光电门，水平平台上a点右侧摩擦很小可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g采用的实验步骤如下： 在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mb；在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上；细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；滑块a最终停在c点（图中未画出），用刻度尺测出ac之间的距离sa；小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的b点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h

2、及平台边缘铅垂线与b点之间的水平距离sb；改变弹簧压缩量，进行多次测量（1）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证_ = _ 即可（用上述实验数据字母表示）（2）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到sa与的关系图象如图2所示，图线的斜率为k，则平台上a点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为_ （用上述实验数据字母表示）2. 如图，用“碰撞试验器”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试验中，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_ （填选项前的序号）来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

3、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静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上s位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复椐图可得两小球质量的关系为_ ，接下来要完成的必要步骤是_ （填选项的符号）a用天平测量两个小球的质量m1、m2 b测量小球m1开始释放高度h c测量抛出点距地面的高度h d分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置m、n e测量平抛射程om，on 若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_ 用中测量的量表示）若碰撞是弹性碰撞那么还应满足的表达式为_ （用

4、中测量的量表示）3. 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ma、mb。（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

5、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）利用上述实验数据还能测出被压缩弹簧的弹性势能，请写出表达式_。4. 某同学用如图甲所示的装置验证碰撞中的动量守恒，并测滑块与桌面间的动摩擦因数。一根长为l的轻质细线一端拴住质量为m的小钢球，细线的另一端固定在悬点o，在o点正下方的水平桌面上放一质量为m（mm）的小滑块，滑块上固定一宽度为d（很小）的轻质遮光片。滑块左侧的水平桌面上固定两光电门a、b其

6、中光电门a右侧的桌面光滑，左侧的桌面粗糙。光电门有两种计时功能，既可以记录遮光片到达两光电门的时间差t，又可以记录遮光片分别在两光电门处的遮光时间ta和tb。（1）将小球向右拉至细线水平后静止释放，小球在最低点与滑块碰撞后反弹上升，测出细线的最大偏角为，滑块通过光电门a时遮光时间为ta，已知重力加速度为g则验证小球与滑块在碰撞过程中动量守恒的表达式为_（用字母m、m、l、d、ta、g表示）。（2）将光电门a固定，调节光电门b的位置，重复（1）中的实验步骤，记录各次实验中的t值，并测量a、b两光电门的间距s，作出图象如图乙所示。取重力加速度g=9.8m/s2，则滑块与水平桌面间的动摩擦因数=_&

7、#160;（结果保留两位有效数字）。5. 如图甲所示，在验证动量守恒定律实验时，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，继续匀速运动，在小车a后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。（1）若获得纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）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（填“ab”或“bc”或“cd”或“de”）。（2）已测得小车a的质量m1=0.30kg，小车b的质量为m1=0.20kg，由以上测量结果可得碰前系统总动量为_kgm/s

8、，碰后系统总动量为_kgm/s（结果保留四位有效数字）（3）实验结论：_。6. 在“探究碰撞中的不变量”实验中常会用到气垫导轨，导轨与滑块之间形成空气垫，使滑块在导轨上运动时几乎没有摩擦。现在有滑块a、b和带竖直挡板c、d的气垫导轨，用它们探究碰撞中的不变量，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ma、mb；b调整气垫导轨使之水平；c在a、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a的左端至挡板c的距离l1；e按下电钮放开卡销，同时开始计时，当a、b滑块分别碰撞挡板c、d时结束计时，记下a、b分别到达c

9、、d的运动时间t1和t2。（1）实验中还应测量的物理量及其符号是_。（2）若取a滑块的运动方向为正方向，则放开卡销前，a、b两滑块质量与速度乘积之和为_；a、b两滑块与弹簧分离后，质量与速度乘积之和为_。若这两个和相等，则表示探究到了“碰撞中的不变量”。（3）实际实验中，弹簧作用前后a、b两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，可能产生误差的原因有_。a气垫导轨不完全水平 b滑块a、b的质量不完全相等c滑块与导轨间的摩擦力不真正为零d质量、距离、时间等数据的测量有误差7. 小刚同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：（1）下面是实验的主要步骤：把长木板放置在水平桌面上，其中一端用薄

10、木片垫高；把打点计时器固定在长木板的一端；将纸带穿过打点计时器并固定在小车a的一端；把小车a的前端固定橡皮泥，让小车b静止的放置在木板上；先_，再_，接着与原来静止在前方的小车b相碰并粘合成一体继续运动；（以上两空填写后续描述中的字母符号：a推动小车a使之运动，b接通电源）关闭电源，取下纸带，换上新纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如图乙所示；用天平测得小车a的质量为m1=0.4kg，小车b的质量为m2=0.2kg（2）在上述实验步骤中，还需完善的步骤是_（填写步骤序号并完善该步骤）（3）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）a为运动的起点，则应选_段来计算a碰前的速度应选

11、_段来计算a和b碰后的共同速度；（以上两空选填“ab”或“bc”或“cd”或“de”）（4）根据以上实验数据计算，碰前两小车的总动量为_ kgm/s，碰后两小车的总动量为_ kgm/s（以上两空结果保留三位有效数字）（5）试说明（4）问中两结果不完全相等的主要原因是_8. 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：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1所示在小车a后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为60hz，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

12、图2所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，a点是运动起始的第一点，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”或“bc”或“cd”或“de”）（2）已测得小车a的质量m1=0.80kg，小车b的质量m2=0.40kg，由以上测量结果可得：碰前mava+mbvb= _ kgm/s；碰后mava+mbvb= _ kgm/s（计算结果保留三位有效数字）9. 某同学设计了一个用打点计时器研究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，然后与原来静止的前方的小车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（a）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，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力（1）若已测得打点纸带如（b）图所示，并测得各计数点间距（已标在