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:

(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m1m2。
(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


滑块1
滑块2
碰前系统动量kgms-1
碰后系统动量kgms-1
/ms-1
/ms-1
/ms-1
/ms-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   
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

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
⑤碰撞前,的速度为零,故动量为零
⑥碰撞前后动量守恒,即,解得:

⑧碰撞前,的速度为零,故动量为零
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
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