题目内容
在学习了“实验:探究碰撞中的不变量”的实验后,得出了动量守恒定律,反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。实验过程:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241646072809332.jpg)
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2。
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(
=0),用滑块1以初速度
与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间
和碰后通过光电门的遮光时间
。
(6)先根据 ④ 计算滑块1碰撞前的速度
及碰后两者的共同速度
;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。
实验数据: m1=0.324kg m2=0.181kg L=1.00×10-3m
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241646072809332.jpg)
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2。
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164607296329.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164607499302.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164607842292.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164608045329.png)
(6)先根据 ④ 计算滑块1碰撞前的速度
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164607499302.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164608481275.png)
实验数据: m1=0.324kg m2=0.181kg L=1.00×10-3m
次 数 | 滑块1 | 滑块2 | 碰前系统动量kgms-1 | 碰后系统动量kgms-1 | |||
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | (![]() ![]() ![]() | |
1 | 0.290 | 0.184 | 0 | 0.184 | 0.094 | ⑤ | ⑥ |
2 | 0.426 | 0.269 | 0 | 0.269 | ⑦ | ⑧ | 0.136 |
结论: ⑨ |
④
⑤0⑥0.093⑦0.138⑧0 ⑨在误差允许的范围内,碰前系统动量矢量和等于碰后系统动量矢量和
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164611118469.png)
试题分析:④因为光电门的距离非常小,所以可以将通过其的平均速度看做瞬时速度,故
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164611118469.png)
⑤碰撞前,
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164611586387.png)
⑥碰撞前后动量守恒,即
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164612007724.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164612444832.png)
⑦
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164612803773.png)
⑧碰撞前,
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824164611586387.png)
⑨在误差允许的范围内,碰前系统动量矢量和等于碰后系统动量矢量和
点评:关键是知道通过光电门的速度的特点,以及要根据碰撞前后各个物体的速度求解动量
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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