用如图所示的装置验证动量守恒定律,滑块和相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平:先在光电门的右侧轨道上只放滑块A,向左轻推一下滑块A,其先后通过光电门和光电门的时间分别为、,若,则需将导轨左端_____ (选填“调高”或“调低”)。
(2)调节气垫导轨水平后,将滑块置于光电门的左侧,滑块静置于两光电门间的某一适当位置。给一个向右的初速度,通过光电门的时间为,与碰撞后再次通过光电门的时间为,滑块通过光电门的时间为。为完成该实验,还必须测量的物理量有______ (填选项前的字母)。
A.挡光片的宽度
B.滑块及挡光片的总质量
C.滑块A及挡光片的总质量
D.光电门到光电门的间距
(3)若滑块A和在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为:______________ (用已知物理量和测量的物理量的字母表示)。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平:先在光电门的右侧轨道上只放滑块A,向左轻推一下滑块A,其先后通过光电门和光电门的时间分别为、,若,则需将导轨左端
(2)调节气垫导轨水平后,将滑块置于光电门的左侧,滑块静置于两光电门间的某一适当位置。给一个向右的初速度,通过光电门的时间为,与碰撞后再次通过光电门的时间为,滑块通过光电门的时间为。为完成该实验,还必须测量的物理量有
A.挡光片的宽度
B.滑块及挡光片的总质量
C.滑块A及挡光片的总质量
D.光电门到光电门的间距
(3)若滑块A和在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为:
更新时间:2021-07-16 12:36:42
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【知识点】 利用光电门和气垫导轨验证动量守恒定律
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【推荐1】某同学用实验验证碰撞过程系统的动量守恒,装置如图所示。滑块A的质量(包括尖锥)为,滑块B的质量(包括橡皮泥)为,两滑块上有相同宽度的遮光片,操作过程如下:①让气垫导轨保持水平,给气垫导轨充气,让滑块B静止在两个光电门之间;
②滑块A以一定的初速度从光电门1的左边出发向右运动,经过光电门1后与滑块B碰撞并通过尖锥和橡皮泥粘结在一起,然后通过光电门2;
③光电数字计时器自动记下遮光片通过光电门时的遮光时间,,再根据相关程序自动生成速度。
回答下列问题:
(1)滑块A的遮光片通过光电门2的遮光时间是_______ (选填或或);
(2)系统碰前的动量为_______ ,系统碰后的动量为______ (计算结果保留3位有效数字),可得在误差允许的范围内碰撞过程系统的动量是守恒的。
②滑块A以一定的初速度从光电门1的左边出发向右运动,经过光电门1后与滑块B碰撞并通过尖锥和橡皮泥粘结在一起,然后通过光电门2;
③光电数字计时器自动记下遮光片通过光电门时的遮光时间,,再根据相关程序自动生成速度。
回答下列问题:
(1)滑块A的遮光片通过光电门2的遮光时间是
(2)系统碰前的动量为
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【推荐2】某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通光电计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞,碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;
⑦读出滑块通过光电门的挡光时间分别为:滑块1通过光电门1的挡光时间,通过光电门2的挡光时间,滑块2通过光电门2的挡光时间;
⑧测出挡光板的宽度,测得滑块1的质量为,滑块2(包括弹簧)的质量为。
(2)数据处理与实验结论:
①实验中气垫导轨的作用是:__________________________ (写出一条即可)
②碰撞前滑块1的速度v1为_______ m/s; (结果均保留两位有效数字) ;碰撞后滑块2的速度v3表达式为_____________ (用题中给定的字母表示) ;
③在误差允许的范围内,通过本实验,可以探究出下面哪些关系式成立_________ 。
A.
B.
C.
(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通光电计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞,碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;
⑦读出滑块通过光电门的挡光时间分别为:滑块1通过光电门1的挡光时间,通过光电门2的挡光时间,滑块2通过光电门2的挡光时间;
⑧测出挡光板的宽度,测得滑块1的质量为,滑块2(包括弹簧)的质量为。
(2)数据处理与实验结论:
①实验中气垫导轨的作用是:
②碰撞前滑块1的速度v1为
③在误差允许的范围内,通过本实验,可以探究出下面哪些关系式成立
A.
B.
C.
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【推荐3】某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下:
(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间_______ 时,可认为气垫导轨水平;
(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;
(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;
(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12;
(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I=______ ,滑块动量改变量的大小Δp=______ ;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
(6)某次测量得到的一组数据为:d=1.000 cm,m1=1.50×10-2 kg,m2=0.400 kg,Δt1=3.800×10-2 s,Δt2=1.220×10-2 s,t12=1.50 s,取g=9.80 m/s2。计算可得I=______ N·s,Δp=______ kg·m·s-1;(结果均保留3位有效数字)
实验步骤如下:
(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间
(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;
(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;
(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12;
(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I=
(6)某次测量得到的一组数据为:d=1.000 cm,m1=1.50×10-2 kg,m2=0.400 kg,Δt1=3.800×10-2 s,Δt2=1.220×10-2 s,t12=1.50 s,取g=9.80 m/s2。计算可得I=
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