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 > 用竖直挡板验证动量守恒定律
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:410 题号:16160007
某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。并进行如下的实验操作:组装好实验器材,将小球1由图中的挡板处静止释放,记录小球1在竖直挡板上的撞击点;将直径相等的小球2放在导轨的末端(小球1的质量大于小球2的质量),记录在竖直挡板上的水平投影点O;然后将小球1由挡板处静止释放,记录小球1、小球2在竖直挡板上的撞击点。回答下列问题:

(1)小球1与小球2相碰后,两球撞在竖直挡板上得到痕迹,其中小球1碰后撞在木板上的___________(填“a”“b”或“c”)点。
(2)为了完成实验的验证,需要测量的物理量有___________。(填字母)
A.小球的直径d             
B.小球1、小球2的质量
C.轨道末端与竖直挡板之间的距离x       
D.依次测量出图中abc三点到O点的距离
(3)若两球碰撞过程动量守恒,则关系式___________成立。(用需要测量的物理量的符号表示)

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【推荐1】两位同学用如图所示装置,通过半径相同的AB两球的碰撞来验证动量守恒定律。如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P′;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为。

(1)实验中必须满足的条件是________
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)若球A和球B碰撞中动量守恒,则应有h1h2h3mAmB之间的关系式为_____
(3)若球A和球B碰撞为弹性碰撞,则h1h2h3之间的关系式为_____
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【推荐2】为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”,某同学用如图所示的装置进行了如下的操作:

Ⅰ.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处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O
Ⅱ.将木板向右平移适当的距离固定,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B;
Ⅲ.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,两小球分别撞到木板并在白纸上留下痕迹A和C;
Ⅳ.用天平测出ab两个小球的质量分别为mamb,用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1y2y3
根据上述实验,请回答下列问题:
(1)小球ab发生碰撞后,小球a在图中痕迹应是___________点.
(2)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果______产生误差(选填“会”或“不会”)
(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:_________
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【推荐3】将《验证动量守恒定律实验》的实验装置进行如图所示的改装,实验操作步骤如下:

①先调整斜槽轨道,使末端的切线水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板整直立于槽口处,使小球从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹
②将木板向右平移适当的距离,再使小球从原固定点由静止释放,撞在木板上并在白纸上留下痕迹
③把半径相同的小球静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球仍从原固定点由静止释放,与小球碰后,两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹
回答下列问题:
(1)本实验必须满足入射小球的质量____________(选填“大于”、“小于”或“等于”)被碰小球b的质量.
2)为了判断动量是否守恒,除需要测量小球下落的竖直高度以外,还需要测量的物理量有______________(填选项前字母).
A.固定释放点到斜槽末端的竖直高度
B.小球的质量
C.木板向右平移的距离
(3)若所测物理量满足表达式________________时,则说明球和球碰撞中动量守恒.(用以上所测物理量的字母表示)
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