组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 验证动量守恒定律 > 验证动量守恒定律的实验步骤和数据处理
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:189 题号:14863762
为验证动量守恒定律,某兴趣小组设计了如图所示的实验装置,气垫导轨已经调制成水平状态,两个滑块A、B分别静置在气垫导轨上,在滑块A的右侧以及滑块B的左侧都安装了弹簧片,滑块A、B的上方安装了遮光片。CD为固定在气垫导轨上的光电门,用于记录遮光片经过光电门的时间。

实验步骤如下:
A.测量滑块A、B的质量(含弹簧片及遮光片),分别记为
B.测量滑块A、B上的遮光片的宽度,分别记为
C.给滑块A一个向右的瞬时冲量,观察滑块A的运动情况及A、B两滑块在相碰后各自的运动情况;
D.记录下滑块A经过光电门C的时间第一次时间为、第二次时间为
E.记录下滑块B经过光电门D的时间:
实验记录的数据如下表所示,请完成以下数据处理:(所有结果均保留三位有效数字)


(1)碰撞前滑块A的速度大小_______,碰撞后滑块A的速度大小_______
(2)碰撞前后滑块A的动量变化量大小______
(3)碰撞后滑块B的速度大小_______
(4)碰撞前后滑块B的动量变化量大小_______
(5)本实验的相对误差的绝对值可表达为,若,则可以认为系统动量守恒,本实验的________

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【推荐1】某同学用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验。图乙中O是斜槽末端在记录纸上的垂直投影点,P为未放被撞小球时入射小球的平均落点,M为与被撞小球碰后入射小球的平均落点,N为被撞小球的平均落点。

(1)在实验过程中需要注意的问题,下列说法正确的是______(填正确答案标号)。
A. 安装轨道时,斜槽轨道末端必须水平
B. 实验过程中白纸可以移动,复写纸不能移动
C. 入射小球的质量小于被撞小球的质量,两球半径必须相同
D. 入射小球每次必须从同一位置由静止释放
(2)实验中,除测量平抛射程OMONOP外,还需要测量的物理量有______(填正确答案标号)。
A. 入射小球质量和被碰小球质量
B. 斜槽末端距地面的竖直高度H
C. 入射小球的释放点离斜槽轨道末端的竖直高度h
(3)若满足关系式______(用测量的物理量表示),则入射小球和被撞小球碰撞前后的总动量守恒。
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【推荐2】为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”,甲同学用如图所示的装置进行了如下的操作:
   
①将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O
②将木板向右平移适当的距离并固定,再使小球a从原固定点由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹P
③把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端,让小球a仍从原固定点由静止释放,和小球b相碰后,两小球撞到木板并在白纸上留下痕迹MN
④用天平测出ab两个小球的质量分别为,用刻度尺测量白纸上O点到MPN三点的距离分别为。根据上述实验,请回答下列问题:
(1)为减小实验误差,选择入射球、被碰球时,应该使______(选填“大于”“等于”或“小于”);
(2)若小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结论______(选填“会”或“不会”)产生影响;
(3)用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒,其表达式为为______(用表示)
(4)乙同学用下图所示的实验装置验证两小球碰撞过程中动量是否守恒。图中MPN点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从MPNB点的距离分别为。只要满足关系式__________(用表示)就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。
   
2023-07-01更新 | 341次组卷
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【推荐3】某同学利用图甲所示的装置验证动量守恒定律。在图甲中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与穿过打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。已知滑块A质量m1=300g,滑块B的质量m2=100g,将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一水平向右的瞬间冲量,使它与静止的滑块B相碰,碰后光电计时器显示的挡光时间为△t=3.200ms。(所有计算结果均保留2位有效数字)
(1)该同学用螺旋测微器测得该遮光片的宽度d如图乙所示,则d=___________mm,两滑块碰撞后滑块B的速度vB=___________m/s;

(2)碰撞前后打出的纸带如图丙所示。已知打点计时器所用的交流电的频率f=50Hz,根据纸带数据可得两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度大小v1=___________m/s,碰撞后瞬间滑块A的速度大小v2=_________m/s;

(3)定义为实验的相对误差(其中p为碰撞前滑块A、B总动量,p′为碰撞后滑块A、B总动量),物理实验要求≤5%。计算本实验的相对误差=___________
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