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目的、原理、器材
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:212 题号:18818295
如图所示,某实验小组同学用“碰撞实验器”验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但小组同学通过测量其他物理量间接地解决了这个问题。
a.本实验必须满足的条件是__________
A.两小球质量必须相等
B.斜槽轨道必须是光滑的
C.轨道末端必须是水平的
b.实验中除了测两个小球质量外,仅测量__________(填选项前的符号)就可以达到解决问题的目的。
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
D.小球做平抛运动的时间
c.请你写出小组同学解决问题的依据和思路:__________
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量OP长度;然后,让被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨上S位置静止释放,与小球相碰,并多次重复,分别找到相碰后平均落地点的位置MN,分别测量OMON长度。最后用天平测量两个小球的质量分别为
a.若两球相碰前后的动量守恒,其表达式为__________(用测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为__________(用测量的量表示)。
b.若实验中记录完平均落地点P后,小组中某同学发现斜槽末端有些向上倾斜;此时他将其调整为水平(斜槽末端离地高度H不变),然后继续进行后面操作,依然按照原来的方法分析数据。如果该小组同学的其他操作都正确,且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可以忽略不计,请你分析说明该实验可能会出现的结果__________

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【推荐1】某物理兴趣小组发现直接利用“落体法”进行验证机械能守恒定律实验时,由于物体下落太快,实验现象稍纵即逝。为了让实验时间得以适当延长,他们设计了如图甲所示的实验方案,把质量分别为m1m2m1>m2)的两物体通过一根跨过定滑轮(质量可忽略)的细线相连接,m2的下方连接在穿过打点计时器的纸带上。先让两物体在外力作用下保持静止状态,然后开启打点计时器,待打点计时器打点稳定后再释放物体m1m2
   
(1)在实验过程中,下列说法正确的是______
A.实验时应先释放纸带再接通打点计时器的电源
B.实验时纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.打点计时器、天平和刻度尺是本实验中必须使用的测量仪器
D.实验中重物的质量大小不影响实验误差
(2)图乙是一条较为理想的实验纸带,O点是打点计时器打下的第一个点,计数点间的距离如图乙所示。两相邻计数点间时间间隔为T,重力加速度为g(题中所有物理量符号都用国际单位)。
①在纸带上打下记数点“5”时物体的速度大小为v5=______(用题中所给的物理量符号表示);
②从打计数点“O”到打计数点“5”的过程中,m1m2组成的系统重力势能的减少量______(用题中所给的物理量符号表示),再求出此过程中系统动能的增加量,即可验证系统机械能是否守恒。
2023-06-20更新 | 115次组卷
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【推荐2】某学习小组用如图所示的实验装置探究碰撞中的不变量。将打点计时器固定在光滑水平桌面的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车A的后面。让小车A运动,小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连成一体。某次实验中使用的两车质量均为0.6 kg,与打点计时器连接的交流电频率为50 Hz,得到的纸带如图所示。

请回答下列问题:
(1)纸带的___________(选填“a”或“b”)端与小车A相连;
(2)碰撞前系统的总动量为___________kg•m/s,碰撞后系统的总动量为___________kg•m/s。(保留二 位有效数字)
2021-05-06更新 | 230次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
【推荐3】在验证动量守恒定律的实验研究过程中:
小明用“碰撞实验器”验证动量守恒定律,实验装置如图1所示,研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点,实验时,小明先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其落地点的平均位置P,测量平抛的水平射程OP。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端,再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放,与小球相撞,多次重复实验,找到两小球落地的平均位置MN

(1)图2是小球的多次落点痕迹,由此可确定其落点的平均位置对应的读数为________cm。
(2)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是________
A.选用两球的质量应满足       
B.可选用半径不同的两小球
C.小球每次必须从斜轨同一位置释放       
D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(3)在某次实验中,测量出两小球的质量分别为,三个落点的平均位置与O点的距离分别为OMOPON。在实验误差允许范围内,若满足关系式________,即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。(用测量的物理量表示)
(4)小华在验证动量守恒定律时,利用在斜面上的两小车ab碰撞过程来完成:如图3所示,小车a的前端粘有质量不计的橡皮泥,在小车a后连着纸带,纸带通过电磁打点计时器,长木板下垫着小木块,开始时未放小车b,移动长木板下的小木块,轻推小车a,直到纸带上打下的点迹______;(填“均匀”或“不均匀”)。然后在小车a的前方放置一个与a材料相同的静止小车b,推动小车a使之运动,之后与小车b相碰并粘合成一体,若测得实验中某条打点的纸带如图4所示,O为运动的起点,分别为OAABBCCD的长度,设a的质量为b的质量为,要验证碰撞中的动量守恒定律,则要验证的关系为________(选来表示)。
2022-12-15更新 | 394次组卷
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