验证碰撞中的动量守恒.doc

《碰撞中的动量守恒》

[实验目的]验证动量守恒定律
[实验原理]设:有三个小球从同一位置处做平抛运动,水平位移分别为S1、S2、S3, 则有S1
＝V1t、S2＝V2t、S3＝V3t,其中V1、V2、V3分别为物体初速度。则V1:V2:V3 ＝ : : =S1:S2:S3。
故测出三球水平位移,可算出三个球水平初速度之比。
碰撞前,入射小球的速度为 V1 ＝
碰撞后,入射小球的速度为 V1'＝
碰撞后,被碰小球的速度为 V2'＝
若系统的动量守恒,则 m1V1＝m1V1'＋m2V2' (图1)
即: m1 ＝m1 ＋m2 化简可得 m1OP＝m1OM＋m2O'N ;
[实验器材]重锤,大小相等质量不同球两个,碰撞实验器,白纸,复写纸,直尺,天平,圆规
[实验步骤] ①、先用天平测量出两个小球的质量m1、m2。
②、安装好实验装置,注意使实验器的斜槽末端点的切线水平。把被碰球放在斜槽前的支柱上,调节实验装置使两球处于同一高度,且两球的球心和槽轴线在一直线上,两球心间的距离即为槽和支柱间的距离。垫木板和白纸时,要使木板水平。准确地标绘出槽口中心的竖直投影点O。
③、先不放被碰球,让入射球从斜槽上同一高度处滚下,重复3～5次,用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面,该小圆的圆心,就是入射球的落地点P。
④、把被碰小球放在支柱上,让入射小球从同一高度滚下,使它们发生正碰,重复3～5次,仿步骤③,求出入射小球的平均落点M和被碰小球的平均落点N。
⑤、过O、N在纸上作直线,取OO'＝2r,O'即为被碰球被碰时球心投影位置。
⑥、用刻度尺量OM、OP、O'N的长度。把两小球的质量和相应的"速度数值"代入表达式 m1OP＝m1OM＋m2O'N ,看是否成立。
⑦、整理实验器材，放回原处。
[注意事项]①、斜槽末端要切线要水平;
②、每次小球下滑要从同一高度处由静止开始;
③、要保证对心碰撞,先调高低,再调远近,最后调左右;
④、小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面,该小圆的圆心即为小球的平均落点 。
⑤、入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2的大小关系是m1>m2。

[实验思考题]1、[ B ]在做碰撞中的动量守恒实验中，入射球每次都应该从斜槽上同一位置无初速速释放，这是为了使
A、小球每次都能水平飞出槽口 B、小球每次都以相同的速度飞出槽口
C、小球在空中飞行时间不变 D、小球每次都能做对心碰撞
2、[ B ]在做碰撞中的动量守恒实验中，安装斜槽轨道时，应该让槽斜的末端点的切线保持水平，这样做的目的是为了使
A、入射球得到较大的速度 B、入射球与被碰球对心碰撞后速度均沿水平方向
C、两球碰撞时动能无损失 D、入射球和被碰球均能从同一高度飞出
3、[ CD ]在做碰撞中的动量守恒的实验时，不需要测量的物理量有
A、入射小球和被碰小球的质量 B、入射小球和被碰小球的直径
C、斜槽轨道的末端距地面的高度 D、入射球滚下到抛出时的高度差
E、入射球末碰撞时飞出的水平距离 F、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离
4、[ BD ]在做碰撞中的动量守恒守恒实验时，必须做到
A、槽斜轨道必须是笔直的
B、把小球放到斜槽末端的槽口时，小球必须能够静止
C、调节安放被碰撞小球的支柱与槽口的距离时，应该使小柱的顶端与槽口的距离恰好等于小球的半径
D、碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道的末端的切线平行
5、[ BD ]在做碰撞中的动量守恒实验时，关于小球的落点，下列说法中正确的是
A、如果小球每次都从同一点无初速度释放，重复几次的落点应该是重合的
B、由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不重合是正常的，但落点应比较密集
C、测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、P3、……、P10，则OP应该取OP1、OP2、OP3……、OP10的平均值，即OP＝ （OP1＋OP2＋OP3＋……＋OP10）
D、用半径尽量小的圆把P1、P2、P3……、P10圈住，此圆的圆心就是入射球平均落点P
6、[ ABC ]入射球碰撞前的速度以及被碰球碰撞后的速度可用其运动的水平位移来表示，图2中M、N、P是小球的落点，下列说法中正确的是
A、O’是被碰球在碰撞前其球心在纸上的垂直投影
B、O是碰撞前入射球的球心在纸上的垂直投影
C、被碰球碰撞后的速度可用 表示
D、入射球碰撞前的速度可用 表示
7、[ B ]如图2所示，M、N和P为验证动量守恒定律实验中小球的落点，如果碰撞中动量守恒，则有
A、 B、
C、 D、