作業(yè)本：實(shí)驗(yàn)探究十一 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

實(shí)驗(yàn)探究十一驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1．在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射球a的質(zhì)量為m1，被碰球b的質(zhì)量為m2，小球的半徑為r，各小球的落地點(diǎn)如圖11所示，下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法正確的是 ()．圖11A．入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相等的小球B．讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下C．要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1·ON＝m1·OM＋m2·OPD．要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1·OP＝m1·OM＋m2·ONE．要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1(OP－2r)＝m1(OM－2r)＋m2·ON解析在此裝置中，應(yīng)使入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量，防止入射球反彈或靜止，故A錯(cuò)；入射球每次必須從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下，保證每次碰撞都具有相同的初動(dòng)量，故B錯(cuò)；兩球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)都具有相同的起點(diǎn)，故應(yīng)驗(yàn)證的關(guān)系式為：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，D對(duì)，C、E錯(cuò)．答案D2．氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，開始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，滑塊間用繩子連接(如圖12甲所示)，繩子燒斷后，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，圖乙為它們運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10Hz，由圖可知：圖12(1)A、B離開彈簧后，應(yīng)該做________運(yùn)動(dòng)，已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g、300g，根據(jù)照片記錄的信息，從圖中可以看出閃光照片有明顯與事實(shí)不相符合的地方是____________________________．(2)若不計(jì)此失誤，分開后，A的動(dòng)量大小為________kg·m/s，B的動(dòng)量的大小為________kg·m/s，本實(shí)驗(yàn)中得出“在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒”這一結(jié)論的依據(jù)是_________________________________．解析(1)A、B離開彈簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在離開彈簧前A、B均做加速運(yùn)動(dòng)，A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔應(yīng)該比后面勻速時(shí)相鄰間隔的長度小．(2)周期T＝eq\f(1,f)＝0.1s，v＝eq\f(x,t)，由題圖知A、B勻速時(shí)速度分別為vA＝0.09m/s，vB＝0.06m/s，分開后A、B的動(dòng)量大小均為p＝0.018kg·m/s，方向相反，滿足動(dòng)量守恒，系統(tǒng)的總動(dòng)量為0.答案(1)勻速直線A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔(2)0.0180.018A、B兩滑塊作用前后總動(dòng)量相等，均為0圖133．氣墊導(dǎo)軌(如圖13所示)工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力．為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量均為a的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．圖14為某次實(shí)驗(yàn)打出的點(diǎn)跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以相同間距的6個(gè)連續(xù)點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動(dòng)量大小分別為______、______，兩滑塊的總動(dòng)量大小為________；碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為________．重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做幾次．若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證．圖13圖14解析打點(diǎn)周期T＝eq\f(1,b)，打s1、s2、s3均用時(shí)eq\f(5,b).碰前其中一滑塊的動(dòng)量p1＝mv1＝meq\f(s1,t)＝aeq\f(bs1,5)＝0.2abs1.碰前另一滑塊的動(dòng)量p2＝mv2＝meq\f(s3,t)＝aeq\f(bs3,5)＝0.2abs3，故碰前總動(dòng)量p＝p1－p2