第一部分必考内容选修3-5 第六章碰撞与动量守恒实验七验证动量守恒定律

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2025-01-03 2 0 374KB 9 页 5.9玖币

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实验七　验证动量守恒定律

一、实验原理与操作

原理装置图操作要领

碰撞前：p＝m1v1＋m2v2

碰撞后：p′＝m1v1′＋m2v2′

(1)测质量：用天平测出两球的质量

(2)安装：斜槽末端切线必须沿水平方向

(3)起点：入射小球每次都必须从斜槽同一

高度由静止释放

(4)铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当

位置铺放好。记下重垂线所指的位置 O。

(5)测距离：用小球平抛的水平位移替代速

度，用刻度尺量出 O到所找圆心的距离。

图1

二、数据处理

1.碰撞找点：把被碰小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由

滚下，使它们发生碰撞，重复实验 10 次。标出碰撞前、后入射小球落点的平均位

置P、M和被碰小球落点的平均位置 N。如图 1所示。

2.验证：测量线段 OP、OM、ON 的长度。将测量数据填入表中，最后代入 m1·OP

＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立。

注意事项

(1)碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。

(2)选质量较大的小球作为入射小球，即 m入＞m被碰。

(3)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。

误差分析

(1)主要来源于质量 m1、m2的测量。

(2)小球落点的确定。

(3)小球水平位移的测量。

　教材原型实验

命题角度　实验原理及操作步骤

【例 1】如图 2，用“碰撞实验器”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。

图2

(1)实验中，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

________(填选项前的符号)，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，先将入射球 m1多次从

斜轨上 S位置由静止释放，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位置由

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__________。(填选项前的符号)

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]。

解析　(1)小球离开轨道后做平抛运动，由 H＝gt2知t＝，即小球的下落时间相

同，则初速度 v＝可用平抛运动的水平射程来表示，选项 C正确。

(2)本实验要验证的是 m1·OM＋m2·ON＝m1·OP，因此要测量两个小球的质量 m1

和m2以及它们的水平射程 OM 和ON，而要确定水平射程，应先分别确定两个

小球落地的平均落点，没有必要测量小球 m1开始释放的高度 h和抛出点距地面

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摘要：

实验七　验证动量守恒定律一、实验原理与操作原理装置图操作要领碰撞前：p＝m1v1＋m2v2碰撞后：p′＝m1v1′＋m2v2′(1)测质量：用天平测出两球的质量(2)安装：斜槽末端切线必须沿水平方向(3)起点：入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放(4)铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置O。(5)测距离：用小球平抛的水平位移替代速度，用刻度尺量出O到所找圆心的距离。图1二、数据处理1.碰撞找点：把被碰小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。标出碰撞前、后入射小球落点的平均位置P、M和被碰小球落点的平均位置N。如...

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