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    碰撞中的动量守恒 实验仪器:斜槽.玻璃球.钢球.重锤线一条.白纸.复写纸.天平一台.刻度尺.圆规.三角板 实验目的:研究碰撞中的动量守恒. 实验原理:质量为m1和m2的两个小球发生正碰.若碰前m1运动.m2静止.根据动量守恒定律应有: m1v1=m1v1′+m2v2′.因小球从斜槽上滚下后做平抛运动.由平抛运动知识可知.只要小球下落的高度相同.在落地前运动的时间就相同.则小球的水平速度若用飞行时间做时间单位.在数值上就等于小球飞出的水平距离.所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离.代入公式就可以验证动量守恒定律.即m1OP=m1OM+m2O′N. 主要测量的物理量: (1)入射球质量m1和被碰球质量m2. (2)入射球和被碰球半径r. (3)入射球平抛运动的水平位移OP.碰撞后两球的水平位移OM和O′N. 实验步骤: (1)用天平测量出小球质量m1和m2. (2)安装好实验装置.将斜槽固定在桌边.使槽的末端点切线水平.把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上.调节实验装置使小球碰时处于同一水平高度.且碰撞瞬间.入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线水平.以确保正碰后的速度沿水平方向. (3)在地上铺一张白纸.在白纸上铺放复写纸. (4)在白纸上记下重垂线所指的位置O.它表示入射球m1碰前的位置. (5)先不放被碰小球.让入射球从斜槽上同一高度处滚下.重复10次.用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面.圆心就是入射球不碰时的落地点P. (6)把被碰小球放在小支柱上.让入射小球从同一高度滚下.使它发生正碰.重复10次.仿步骤(5)求出入射小球落点平均位置M和被碰小球落点平均位置N. (7)过O.N在纸上作一条直线.取OO′=2r.O′就是被碰小球碰撞时的球心投影位置. (8)用刻度尺量出线段OM.OP.O′N的长度.把两小球的质量和相应的速度值带入m1OP=m1OM+m2O′N.看是否成立. (1)斜槽末端的切线必须水平. (2)使小支柱与槽口的距离等于小球直径. (3)认真调节小支柱的高度.使两小球碰撞时球心在同一高度上.球心连线与斜槽末端的延长线相平行. (4)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放. (5)入射小球的质量应大于被碰球的质量. (6)实验过程中实验桌.斜槽.记录的白纸的位置始终保持不变. (7)若实验台过高.可把斜槽固定在铁架台上.白纸.复写纸铺在桌面上实验. 误差分析:实验所研究的过程是两个不同质量的球发生水平正碰.因此“水平 和“正碰 是操作中应尽量予以满足的前提条件.每次静止释放入射小球的释放点越高.两球相碰时内力越大.动量守恒的误差越小.应进行多次碰撞.落点取平均位置来确定.以减小偶然误差. 机械振动 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    （1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图1可知其长度为______mm；用螺旋测微器测量其直径如图，由图1可知其直径为______mm；

    （2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50HZ，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.12cm，0.19cm和0.25cm，可见操作上有错误的是学生______，错误操作______．
    若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A，B，C到第一个点的距离如图2所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△EP=______，此过程中物体动能的增加量是△EK______（取g=9.8m/s2）；
    （3）如图3所示气垫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，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
    a．调整气垫轨道，使导轨处于水平；
    b．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
    c．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2；
    d．用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1、滑块B的右端到D挡板的距离L2．
    ①试验中还应测量的物理量是______；
    ②利用上述过程测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______；
    ③利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是______．

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    （1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图1可知其长度为______mm；用螺旋测微器测量其直径如图，由图1可知其直径为______mm；

    （2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50HZ，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.12cm，0.19cm和0.25cm，可见操作上有错误的是学生______，错误操作______．
    若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A，B，C到第一个点的距离如图2所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△EP=______，此过程中物体动能的增加量是△EK______（取g=9.8m/s2）；
    （3）如图3所示气垫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，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
    a．调整气垫轨道，使导轨处于水平；
    b．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
    c．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2；
    d．用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1、滑块B的右端到D挡板的距离L2．
    ①试验中还应测量的物理量是______；
    ②利用上述过程测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______；
    ③利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是______．

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    精英家教网（1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”
    A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说
     

    B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有有粒子性
     

    C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象
     

    D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构
     

    （2）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的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
    A．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；
    B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
    C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；
    D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1．
    E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块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挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．
    本实验中还应测量的物理量是
     
    ，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是
     
    ．
    （3）2008年北京奥运会场馆周围 80%～90% 的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（
     
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    H）转化成一个氦核（_4He）和两个正电子（_0e）并放出能量．已知质子质量mP=1.0073u，α粒子的质量mα=4.0015u，电子的质量me=0.0005u． 1u的质量相当于931．MeV的能量．
    ①写出该热核反应方程；
    ②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量？（结果保留四位有效数字）

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    （1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”
    A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说______
    B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有有粒子性______
    C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象______
    D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构______
    （2）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的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
    A．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；
    B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
    C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；
    D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1．
    E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块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挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．
    本实验中还应测量的物理量是______，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______．
    （3）2008年北京奥运会场馆周围 80%～90% 的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量．已知质子质量mP=1.0073u，α粒子的质量mα=4.0015u，电子的质量me=0.0005u． 1u的质量相当于931．MeV的能量．
    ①写出该热核反应方程；
    ②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量？（结果保留四位有效数字）

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    在做“碰撞中的动量守恒”实验中，装置如图7

     （1）需要的测量仪器或工具有           

           A.秒表     B.天平         C.刻度尺

    D.重锤线    E.打点计时器    F.圆规

     （2）必须要求的条件是          

          A.两小球碰撞时，球心必须在同一高度上

          B.斜槽轨道末端的切线必须水平

          C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同

          D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下

     

    （3）某次实验中得出的落点情况如下图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为____________

    （4）在做“验证动量守恒定律”实验中，产生误差的主要原因下述正确的是 (       )

    A.碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后两小球的速度方向不是在同一直线上。

    B.倾斜部分轨道对入射小球的摩擦力作用。

    C.没有测量高度，算出具体的平抛时间

    D.测量长度的误差

    （5）某同学改用如图所示的装置依次进行了如下的实验操作：

    Ⅰ.在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；

    Ⅱ.将木板向右平移适当的距离固定，再使小球a从原固定点处由静止释放，撞到木板上得到痕迹B；

    Ⅲ.把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点处由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；

    Ⅳ.用天平测得a、b两小球的质量分别为ma、mb，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2、y3；用实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为              .

     

     

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