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。C、D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________ 。
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
(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
更新时间:2022-01-13 21:33:26
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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OM、ON、OP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。
(1)在实验过程中需要注意的问题,下列说法正确的是
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OM、ON、OP外,还需要测量的物理量有
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
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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M和N;
④用天平测出a、b两个小球的质量分别为和,用刻度尺测量白纸上O点到M、P、N三点的距离分别为、和。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M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从M、P、N到B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。
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M和N;
④用天平测出a、b两个小球的质量分别为和,用刻度尺测量白纸上O点到M、P、N三点的距离分别为、和。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
(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
(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
(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M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从M、P、N到B点的距离分别为、、。只要满足关系式
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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=___________ 。
(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=
(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=
(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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【推荐1】用如图所示装置来验证动量守恒定律。_______ (填“大于等于”或“小于”)。
(2)碰后小球A对木板的撞击点为图中的__________ 点,小球B对木板的撞击点为图中的__________ 点。
(3)当满足关系式____________________ 时,证明A、B两小球碰撞过程中动量守恒:(用,和图中给的字母表示)
(1)实验中,质量为的入射小球A和质量为的被碰小球B的质量关系是
(2)碰后小球A对木板的撞击点为图中的
(3)当满足关系式
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【推荐2】在“验证动量守恒定律”的实验中,某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。
(1)实验中必须要求的条件是___________ 。
A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球和被碰球的质量不相等,但大小必须相同
D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射小球多次从斜槽上S位置由静止释放,找到其落地点的平均位置P,测量平抛射程OP。然后,把被碰小球静置于轨道水平部分的末端,再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放,与被碰小球相碰,并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是___________ 。
A.测量两个小球的质量m1、m2
B.测量入射小球开始释放时的高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(3)若两球相碰前后的动量守恒,则其表达式为_________ ;若碰撞是弹性碰撞,则还可以写出的表达式为___________ 。(用上一问中测量的量表示)
(4)某次实验中得出的落点情况如图所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2之比为_________ 。
(1)实验中必须要求的条件是
A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球和被碰球的质量不相等,但大小必须相同
D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射小球多次从斜槽上S位置由静止释放,找到其落地点的平均位置P,测量平抛射程OP。然后,把被碰小球静置于轨道水平部分的末端,再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放,与被碰小球相碰,并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是
A.测量两个小球的质量m1、m2
B.测量入射小球开始释放时的高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(3)若两球相碰前后的动量守恒,则其表达式为
(4)某次实验中得出的落点情况如图所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2之比为
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(0.65)
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【推荐3】在做“研究平抛运动”的实验中:
(1)安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,目的是______ 。
A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小 B.保证小球运动的轨迹是一条抛物线
C.保证小球在空中运动的时间每次都相等 D.保证小球飞出时,初速度方向水平
(2)下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大______ 。
A.小球与斜槽之间有摩擦
B.小球从斜槽同一高度以不同速度释放
C.用等大的空心塑料球代替实心金属球
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上选取用来计算的点迹时没有选取抛出点
(3)某研究性学习小组在做“研究平抛运动”的实验时使用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于某处(未靠近轨道末端)。使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口方向依次平移距离x、2x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B、C。若测得木板每次移动的距离,A、B间距离,B、C间距离(重力加速度g取)。
①根据以上直接测量的物理量求得小球初速度为______ (结果保留三位有效数字)。
②假如把该装置放在某未知天体上用的初速度做平抛运动,已知获得的运动轨迹完全相同,则该天体表面的重力加速度为______ (结果保留三位有效数字)。
(1)安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,目的是
A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小 B.保证小球运动的轨迹是一条抛物线
C.保证小球在空中运动的时间每次都相等 D.保证小球飞出时,初速度方向水平
(2)下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大
A.小球与斜槽之间有摩擦
B.小球从斜槽同一高度以不同速度释放
C.用等大的空心塑料球代替实心金属球
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上选取用来计算的点迹时没有选取抛出点
(3)某研究性学习小组在做“研究平抛运动”的实验时使用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于某处(未靠近轨道末端)。使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口方向依次平移距离x、2x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B、C。若测得木板每次移动的距离,A、B间距离,B、C间距离(重力加速度g取)。
①根据以上直接测量的物理量求得小球初速度为
②假如把该装置放在某未知天体上用的初速度做平抛运动,已知获得的运动轨迹完全相同,则该天体表面的重力加速度为
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