气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫

气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫

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气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:
a.松开手的同时,记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时器结束计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
b.在A、B间水平放入一个轻弹簧,用手压住A、B使弹簧压缩,放置在气垫导轨上,并让它静止在某个位置.
c.给导轨送气,调整气垫导轨,使导轨处于水平.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;B的右端至D板的距离L2
(1)实验步骤的顺序是______
(2)实验中还需要的测量仪器是______
还需要测量的物理量是______
(3)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______
(4)实验中弹簧与A、B滑块是粘连好还是不粘连好?______
理由是______.魔方格
答案
(1)实验操作的顺序是c、b、d、a;
(2、3)滑块在气垫导轨上做匀速直线运动,根据A、B运行的距离和时间可以求出分开时的速度,根据动量守恒定律得,mAvA=mBvB,又vA=
L1
t1
vB=
L2
t2
,则mA
L1
t 1
=mB
L2
t2
.知还需要测量A、B的质量mA、mB,所需的器材是天平.
(4)只与A、B中的某一个粘连好,这样把弹簧的质量考虑进去,会减小系统误差.不粘连好,否则A、B可能碰不到C、D,使计时误差大.(答案具有开放性).
故答案为;(1)c、b、d、a;     (2)天平,滑块A、B的质量mA、mB
(3)mA
L1
t 1
=mB
L2
t2

(4)(答案是开放的,参考答案有:只与A、B中的某一个粘连好,这样把弹簧的质量考虑进去,会减小系统误差.不粘连好,否则A、B可能碰不到C、D,使计时误差大.等等)
举一反三
如图1所示是“验证动量守恒定律”实验装置,两小球半径相同,其质量之比为M:m=5:2,实验中,O点为斜槽末端重锤线的投影点,被碰小球停放在斜槽末端,小球落地点的平均位置如图2所示的P、M、N点,则表达动量守恒的式子应为______,代入数据后其结果应为动量______(填“守恒”或“不守恒”)
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做了如下实验:
①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2,且m1>m2
②按照如图所示的那样,安装好实验装置.将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面BC连接在斜槽末端.
③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置.
④将小球m2放在斜槽前端边缘处,让小球m1从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置.
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离.图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF
根据该同学的实验,回答下列问题:
(1)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中的______点,m2的落点是图中的______点.
(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式______,则说明碰撞中动量是守恒的.
(3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式______,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
在做“验证动量守恒定律”的实验中,实验必须要求的条件是______
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D.碰撞的瞬间,入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行.
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,在验证动量守恒定律的实验中,将一个质量为m1的钢球A多次从斜槽轨道上端紧靠固定挡板处由静止释放,这个钢球经过斜槽轨道后由水平轨道飞出,在地面上落点的平均位置为P点.然后在水平轨道末端放置一个质量为m2的胶木球B(A、B两球的半径相等),将A球仍然多次从斜槽轨道的同一位置由静止释放,和球B发生碰撞,碰后两球分别落到地面上,根据两球落在地面的痕迹确定两球各自的落地点的平均位置分别为M点和N点.水平轨道末端重锤线指向地面的O点,测得OM=s1,OP=s2,ON=s3.重力加速度为g.
(1)若测量出水平轨道到地面的高度为h,则与B两球相碰前的瞬间A球的速度v1=______.
(2)在允许误差范围内,当m1、m2、s1、s2、s3满足关系式______时,就表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量______(填选项钱的序号),间接地解决这个问题
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
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m1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,测量平抛射程OP.然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是______(填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1,m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM,ON
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______(用②中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞.那么还应满足的表达式为______(用②中测量的量表示).魔方格
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