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:1240 题号:22891395
甲、乙两同学分别用不同的方案做“验证动量守恒定律”实验。
(1)甲同学用如图所示的装置研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让质量为的入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP(称为第一次操作)。然后,把半径相同质量为的被碰小球静置于斜槽末端,仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放,与被碰小球发生正碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为MN,测出OMON(称为第二次操作)。在实验误差允许范围内,若满足关系式,则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。

①下列关于本实验条件的叙述,正确的是______。(选填选项前的字母)
A.同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.斜槽倾斜部分必须光滑
D.斜槽末端必须水平
②若第二次操作时,入射小球从斜槽上静止释放的位置低于S,其他操作都正确的情况下,实验结果为______(选填“>”“<”或“=”)。
(2)乙同学用如图所示实验装置进行实验,两个带有等宽遮光条的滑块A、B间放置轻质弹簧,挤压两个滑块使弹簧压缩,并用一根细线将两个滑块固定,将其置于气垫导轨上。接通充气开关,烧断细线,A、B由静止向相反方向运动。利用光电计时器可记录下两遮光条通过光电门C、D的时间分别为。A、B的质量分别为

①在实验操作正确的前提下,若满足____________近似相等(用所测物理量的字母表示),则可以认为两滑块被弹簧弹开前后动量守恒。
②本实验______(选填“需要”或者“不需要”)调节气垫导轨水平,判断气垫导轨水平的依据是______

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【推荐1】某同学利用如图一所示的实验装置验证碰撞过程中的动量守恒。竖直平面内的一段固定的圆弧轨道下端与水平桌面相切,以相切点O为坐标原点,向右为正方向建立一维坐标系,在足够远的地方放置了位移传感器,当滑块A经过O点时,位移传感器开始工作。已知小滑块A和B与接触面的动摩擦因数相同。
先将小滑块A从圆弧轨道上某一点静止释放,测出小滑块在水平桌面上滑行的图像(如图二中的甲图线),记录小滑块A停止的时刻为
然后将左侧贴有双面胶(不计双面胶的质量)的小滑块B放在圆弧轨道的最低点O处,再将小滑块A从圆弧轨道上同一点静止释放,小滑块A与B碰撞后结合为一个整体,测出小滑块A、B整体在水平桌面上滑行的图像(如图二中的乙图线),记录小滑块A、B整体停止的时刻为
(1)本实验选择的圆弧轨道______(“需要”或“不需要”)光滑。
(2)本实验______(“需要”或“不需要”)测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数。
(3)已知小滑块A、B的质量分别为,当表达式为______(用表示),则验证了小滑块A和B碰撞过程中动量守恒。

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(1)碰撞前后可能相等的物理量是____
(2)碰前其大小为____,碰后其大小为____
(3)结论_________________________________
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【推荐3】某同学在做“验证动量守恒定律”的实验中,实验室具备的实验器材有:斜槽轨道,两个大小相等、质量不同的小钢球A、B,刻度尺,白纸,圆规,重垂线。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点平均位置如图甲所示。

(1)对于实验中注意事项、器材和需测量的物理量,下列说法中正确的是________(填字母序号)。
A.实验前轨道的调节应注意使槽的末端的切线水平
B.实验中要保证每次A球从同一高处由静止释放
C.实验中还缺少的器材有复写纸和秒表
D.实验中需测量的物理量只有线段OPOMON的长度
(2)实验中若小球A的质量为,小球B的质量为,当时,实验中记下了OMPN四个位置,若满足________________(用OMOPON表示),则说明碰撞中动量守恒;若还满足________________(只能用OMOPON表示),则说明碰撞中机械能也守恒。
(3)相对误差,小于5.0%可视为碰撞中系统的总动量守恒。某次实验中:测得入射小球质量是被碰小球质量的4倍,小球落点情况如图乙所示。计算该次实验相对误差为________%(保留两位有效数字)。
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