题目内容

在验证碰撞中动量守恒的实验中,实验要证明的是动量守恒定律的成立,即m1v1=m1v1′+m2v2′
(1)按这一公式的要求,需测量两小球的质量和它们碰撞前后的水平速度,但实验中我们只需测量两小球的质量和飞行的水平距离.这是由于小球碰撞后做______运动,各球下落高度相同,因而它们的______也是相同的,可用小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度.
(2)实验时,质量分别为m1、m2的球半径大小均为r,且都已知,要完成这个实验,必须补充的测量工具还有______.
(3)由于偶然因素的存在,重复操作时小球落点不完全重合是正常的,落点(如P点)的确定办法是______.
(4)用图中的符号来表示A、B两小球碰撞中动量守恒的表达式是______OP=m1?
.
OM
+m2?(
.
ON
-2r)
【答案】分析:通过实验的原理确定需要的测量工具,小球碰撞后做平抛运动,抓住平抛运动的时间相等,小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度来验证动量守恒定律.为了防止入射小球反弹,则入射小球的质量需大于被碰小球的质量.
解答:解:(1)小球碰撞后做平抛运动,高度相同,则平抛运动的飞行时间相同,可用小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度.
(2)因为要测量小球的水平位移代表小球的水平速度,则需要的测量工具为毫米刻度尺.
(3)确定落点的方法是用半径尽量小的圆把多次落点圈住,这个圆的圆心就是小球落点的平均位置.
(4)验证A、B小球动量守恒,即验证m1vA=m1vA′+m2vB,vA、vA′为入射小球碰撞前后的速度,vB为碰撞后B的速度,设平抛运动的时间为t,则,,,则动量守恒的表达式为.
(5)实验时为了防止入射小球反弹,则入射小球的质量需大于被碰小球的质量,即m1>m2.
故答案为:(1)平抛;飞行时间;(2)毫米刻度尺
(3)用半径尽量小的圆把多次落点圈住,这个圆的圆心就是小球落点的平均位置
(4).
(5)>.
点评:本实验主要是要把动量守恒用水平方向的位移表示出来,同学们一定要注意掌握,因为这是本实验的一个重要的技巧.难度中等.
练习册系列答案
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(2008?汕头二模)在验证碰撞中动量守恒的实验中,所验证的是从斜槽某一位置滚下的小球A在斜槽的水平出口处与静止于支架的小球B发生对心碰撞时动量守恒,A、B两球半径都为r且已知.根据小球下落高度相同,飞行时间相等,运用等效替代的思想,我们可以用小球的
平抛运动的水平位移
平抛运动的水平位移
代替其速度.
(1)若小球A的质量为m1,小球 B的质量为m2,则质量大小关系必须满足m1
大于
大于
 m2.(填“大于”、“等于”或“小于”)
(2)如图所示,O是重垂线所指的位置,O′是B球的球心竖直投影位置.M、P、N分别是实验时小球落地点的平均位置.则表示A、B两小球碰撞中动量守恒的表达式是
m1?
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OP
=m1?
.
OM
+m2?(
.
ON
-2r)
m1?
.
OP
=m1?
.
OM
+m2?(
.
ON
-2r)
.
(3)本实验的误差来源于操作中,如斜槽不够水平,两球球心不在同一水平面上,导致得不到准确的平抛运动和两个小球没有达到水平正碰,入射小球每次滚下没有由静止开始等,都给实验带来误差,请你再列出两处可能使实验产生误差的操作.
①
没有多次碰撞,P、M、N各点定位不准确带来了误差,应该多次碰撞落点取平均位置来确定.
没有多次碰撞,P、M、N各点定位不准确带来了误差,应该多次碰撞落点取平均位置来确定.
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②
入射球每次滚下没有从斜槽上同一位置由静止开始.
入射球每次滚下没有从斜槽上同一位置由静止开始.
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