實(shí)驗(yàn)七-驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(解析版)-資料下載頁(yè)
2025-04-05 05:22本頁(yè)面
【正文】 cm 處,第2次A在x=30 cm處,第3次A在x=50 cm處,碰撞在x=60 cm處。從第3次閃光到碰撞的時(shí)間為T2,。設(shè)碰前A的速度為v,則碰后A的速度為v2,B的速度為v,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得mAv=mAv2+mBv,解得mAmB=23?！敬鸢浮?1)b a (2) 2∶3【典例5】某同學(xué)在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室具備的實(shí)驗(yàn)器材有:斜槽軌道,兩個(gè)大小相等、質(zhì)量不同的小鋼球A、B,刻度尺,白紙,圓規(guī),重垂線一條。實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)中小球運(yùn)動(dòng)軌跡及落點(diǎn)平均位置如圖甲所示。(1)對(duì)于實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)、測(cè)量器材和需測(cè)量的物理量,下列說(shuō)法中正確的是 。、OM和ON的長(zhǎng)度(2)實(shí)驗(yàn)中若小球A的質(zhì)量為m1,小球B的質(zhì)量為m2,當(dāng)m1m2時(shí),實(shí)驗(yàn)中記下了O、M、P、N四個(gè)位置,若滿足 (用mmOM、OP、ON表示),則說(shuō)明碰撞中動(dòng)量守恒。若還滿足 (只能用OM、OP、ON表示),則說(shuō)明碰撞前后動(dòng)能也相等。(3)此實(shí)驗(yàn)中若mA=32mB,小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖乙所示,則實(shí)驗(yàn)中碰撞結(jié)束時(shí)刻兩球動(dòng)量大小之比pA∶pB= 。【解析】(1)因?yàn)槌跛俣妊厮椒较?所以必須保證槽的末端的切線是水平的,A項(xiàng)正確。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要重復(fù)進(jìn)行多次以確定同一個(gè)彈性碰撞后兩小球的落點(diǎn)的確切位置,所以每次碰撞前入射球A的速度必須相同,B項(xiàng)正確。要測(cè)量A球的質(zhì)量mA和B球的質(zhì)量mB,故需要天平。讓入射球落地后在地板上合適的位置鋪上白紙并在相應(yīng)的位置鋪上復(fù)寫紙,用重垂線把斜槽末端即被碰小球的重心投影到白紙上O點(diǎn),故需要復(fù)寫紙,不需要秒表,C項(xiàng)錯(cuò)誤。由mAOP=mAOM+mBON可知實(shí)驗(yàn)中需測(cè)量的物理量是A球的質(zhì)量mA和B球的質(zhì)量mB,線段OP、OM和ON的長(zhǎng)度,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)從圖中可以看出,碰前的總動(dòng)量為m1OP,碰后的總動(dòng)量為m1OM+m2ON,若碰前的總動(dòng)量與碰后的總動(dòng)量近似相等,就可以驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒,即需滿足m1OP=m1OM+m2ON。若碰撞前后動(dòng)能相等,則有12m1(OP)2=12m1(OM)2+12m2(ON)2,聯(lián)立解得OP=ONOM。(3)實(shí)驗(yàn)中碰撞結(jié)束時(shí)刻的動(dòng)量之比pApB=mAOMmBON=32≈12?！敬鸢浮?1)AB (2)m1OP=m1OM+m2ON OP=ONOM (3)12【針對(duì)訓(xùn)練5】如圖所示是用來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)下方桌子的邊緣有一豎直立柱．實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高．將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時(shí)把球2放在立柱上．釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)．測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒．現(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a、B點(diǎn)離水平桌面的距離為b、C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c，彈性球2的質(zhì)量mm2.(1)還需要測(cè)量的量是______________________和________________________．(2)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為_(kāi)_________________________．(忽略小球的大小)【解析】(1)立柱高h(yuǎn) 桌面離水平地面的高度H (2)2m1＝2m1＋m2【解析】(1)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒必須知道兩球碰撞前后的動(dòng)量變化，根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b，由機(jī)械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要測(cè)量彈性球1的質(zhì)量m1，就能求出彈性球1的動(dòng)量變化；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律只要測(cè)出立柱高h(yuǎn)和桌面離水平地面的高度H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化，故只要測(cè)量彈性球2的質(zhì)量m2和立柱高h(yuǎn)、桌面離水平地面的高度H就能求出彈性球2的動(dòng)量變化．(2)根據(jù)(1)的解析可以寫出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的方程為：2m1＝2m1＋m2.11
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