利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒.竖直平面内的四分之--光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切,先将质量均为m的滑块A、B分别从圆弧轨道的最高点无初速度释放
如图甲所示
,测得滑块在水平桌面滑行的距离均为
;然后将滑块B放在圆弧轨道的最低点,再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放
如图乙所示
,测得碰后B沿桌面滑行的距离为
,A沿桌面滑行的距离为
,圆弧轨道的半径为R,A、B均可视为质点,重力加速度为g.
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滑块A运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为______ .
若A和B的碰撞过程动量守恒,则
,
,
应满足的关系是______
若A和B发生弹性碰撞.则碰撞后瞬间A的速度为______ ,B的速度为______ .
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更新时间:2018-10-15 13:01:27
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【推荐1】利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。实验器材:两个半径相同的球1和球2,细线若干,坐标纸、刻度尺。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/10/2848273091936256/2848443891933184/STEM/f1a12fb50d39415993abf29ac0026194.png?resizew=554)
(1)实验步骤如下:
①测量小球1、2的质量分别为
、
,将小球各用两细线悬挂于水平支架上,各悬点位于同一水平面,如图甲;
②将坐标纸竖直固定在一个水平支架上,使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近.坐标纸每一小格是边长为d的正方形,将小球1拉至某一位置A,由静止释放,垂直坐标纸方向用手机高速连拍;
③分析连拍照片得出,球1从A点由静止释放,在最低点与球2发生水平方向的正碰,球1反弹后到达最高位置为B,球2向左摆动的最高位置为C如图乙,已知重力加速度为g,碰前球1的动量大小为________ .若满足关系式__________ ,则验证碰撞中动量守恒;
(2)与用一根细线悬挂小球相比,本实验采用双线摆的优点是:_____________ ;
(3)将球1和球2分别更换为半径相同的球3和球4,在某高度由静止释放球3,在最低点与静止的球4水平正碰后,球3向右反弹摆动,球4向左摆动。若为弹性碰撞,则可判断球3的质量__________ (选填“大于”“等于”或“小于”)球4的质量;若为非弹性碰撞,则___________ (选填“能”或“不能”)比较两球质量大小,理由是:_____________ 。
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(1)实验步骤如下:
①测量小球1、2的质量分别为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1fbd67f60f04c278bdd867fdb3979dfb.png)
②将坐标纸竖直固定在一个水平支架上,使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近.坐标纸每一小格是边长为d的正方形,将小球1拉至某一位置A,由静止释放,垂直坐标纸方向用手机高速连拍;
③分析连拍照片得出,球1从A点由静止释放,在最低点与球2发生水平方向的正碰,球1反弹后到达最高位置为B,球2向左摆动的最高位置为C如图乙,已知重力加速度为g,碰前球1的动量大小为
(2)与用一根细线悬挂小球相比,本实验采用双线摆的优点是:
(3)将球1和球2分别更换为半径相同的球3和球4,在某高度由静止释放球3,在最低点与静止的球4水平正碰后,球3向右反弹摆动,球4向左摆动。若为弹性碰撞,则可判断球3的质量
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【推荐2】“验证动量守恒定律”的实验,图中斜槽与水平槽平滑连接,安装好仪器后开始实验。先不放被碰小球,使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下,重复实验若干次;然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的槽口边缘B处,再使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下,再重复实验若干次,在白纸上记录下挂于槽口B的重垂线在记录纸上的竖直投影O点和各次实验时小球落点的平均位置M、P、N,已知入射小球和被碰小球的质量分别为
、
,且
,则:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/28/2645962141229056/2652944107225088/STEM/65a3b950-d8ff-485b-afe5-47dbd9649617.png?resizew=192)
(1)未放被碰小球时入射小球的落点是___________ ,放了被碰小球后入射小球的落点是___________ ;(填“M”“N”或“P”)
(2)在实验操作中入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放,其目的是___________ ;
(3)在误差允许的范围内若测得___________ ,则可表明碰撞过程中两小球组成的系统满足动量守恒定律。(结果用装置图中的字母表示)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77ab1256702aef4e9f1a5eb6c12ecc96.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/28/2645962141229056/2652944107225088/STEM/65a3b950-d8ff-485b-afe5-47dbd9649617.png?resizew=192)
(1)未放被碰小球时入射小球的落点是
(2)在实验操作中入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放,其目的是
(3)在误差允许的范围内若测得
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【推荐3】某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”,实验前,用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平.其实验步骤如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/7/11/1986093784555520/1988412505030656/STEM/75c9b8b80cd54e29bbbee317158a7eab.png?resizew=194)
a.用天平测出小球A、B的质量mA、mB,且mA>mB;
b.先不放小球B,把轻弹簧的一端固定在固定挡板上,用细线将小球A与挡板连接,使挡板和A间的弹簧处于压缩状态;剪断细线,小球A沿平台运动,离开弹簧后,A再沿平台运动,最后滑落台面,记录小球A的落地点P的位置;
c.放上小球B,把轻弹簧的一端仍固定在固定挡板上,还用细线将小球A与挡板连接,使挡板和A间的弹簧处于相同的压缩状态;剪断细线,小球A沿平台运动,离开弹簧后,和小球B沿一条直线碰撞后都滑落台面,记录A、B滑块的落地点的N、M 位置;
d.用刻度尺测出三个落地点N、P、M距操作台边缘的水平距离x1、x2、x3;
(1)实验步骤a中,要求mA>mB,其原因为______________ .
(2)实验前,用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平,其原因为______________ .
(3)如果A、B组成的系统水平动量守恒,须满足的关系是___________________ (用测量量表示).
(4)该实验还可以验证碰撞过程是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),只要再满足_________ 的关系式,即可说明两小球的碰撞为弹性碰撞(用测量量表示).
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/7/11/1986093784555520/1988412505030656/STEM/75c9b8b80cd54e29bbbee317158a7eab.png?resizew=194)
a.用天平测出小球A、B的质量mA、mB,且mA>mB;
b.先不放小球B,把轻弹簧的一端固定在固定挡板上,用细线将小球A与挡板连接,使挡板和A间的弹簧处于压缩状态;剪断细线,小球A沿平台运动,离开弹簧后,A再沿平台运动,最后滑落台面,记录小球A的落地点P的位置;
c.放上小球B,把轻弹簧的一端仍固定在固定挡板上,还用细线将小球A与挡板连接,使挡板和A间的弹簧处于相同的压缩状态;剪断细线,小球A沿平台运动,离开弹簧后,和小球B沿一条直线碰撞后都滑落台面,记录A、B滑块的落地点的N、M 位置;
d.用刻度尺测出三个落地点N、P、M距操作台边缘的水平距离x1、x2、x3;
(1)实验步骤a中,要求mA>mB,其原因为
(2)实验前,用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平,其原因为
(3)如果A、B组成的系统水平动量守恒,须满足的关系是
(4)该实验还可以验证碰撞过程是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),只要再满足
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