實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律經(jīng)典教案

1、 7實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律I要點(diǎn)梳理I一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒.二、實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測(cè)出物體的質(zhì)量初和碰撞前、后物體的速度，算出碰撞前的動(dòng)員及碰撞后的動(dòng)員 pf =mv +加2S，看碰撞前后動(dòng)量是否相等.三、實(shí)驗(yàn)器材方案一 利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊（兩個(gè)）、重物、算簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥.方案二 在光滑長(zhǎng)木板上兩車(chē)碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)光滑長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小東（兩個(gè)）、天平、撞針、橡皮泥.方案三 利用等大小球做平拋運(yùn)動(dòng)完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)斜槽、大小相等質(zhì)殳不同的小球兩個(gè)、重垂線、白紙、豆寫(xiě)紙、天平、刻度尺、網(wǎng)規(guī)、三角板.

2、四、實(shí)驗(yàn)步驟方案一利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn).測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量.安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌,如圖所示.實(shí)驗(yàn)：接通電源,利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測(cè)出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度（改變滑塊的質(zhì)量：改變滑塊 的初速度大小和方向）.驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒.方案二在光滑長(zhǎng)木板上兩車(chē)碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn).測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小車(chē)的質(zhì)量.安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長(zhǎng)木板的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小軍的后而，在兩小車(chē)的碰撞端分別裝 上撞針和橡皮泥，如圖所示.實(shí)驗(yàn)：接通電源，讓小車(chē)4運(yùn)動(dòng)，小車(chē)3靜止，兩車(chē)碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中.把兩小車(chē)連接成一體運(yùn)動(dòng).測(cè)速度：通過(guò)紙帶上兩il數(shù)點(diǎn)間的距離

3、及時(shí)間由。=專算出速度.改變條件：改變碰撞條件，重且實(shí)驗(yàn).驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒.方案三 利用等大小球做平拋運(yùn)動(dòng)完成一維碰撞實(shí)驗(yàn).先用天平測(cè)出入射小球、被碰小球質(zhì)量刖】、叱.按如圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，使槽的末端點(diǎn)切線水平，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置使兩小球碰撞時(shí)處于同一水 平高度，且碰撞瞬間入射小球與被碰小球的球心連線與軌道末端的切線平行，以確保兩小球正碰后的速度方向水平.O M P N.在地上鋪一張白紙，在白紙上鋪放紅寫(xiě)紙.在白紙上記下重垂線所指的位置。，它表示入射小球碰前的位置.先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度處滾下，重豆10次，用圓規(guī)畫(huà)盡可能小的圓把小球的所有落點(diǎn)圍在

4、里面，圓心就是入射小球發(fā)生碰撞前的落地點(diǎn)P6,把被碰小球放在斜槽的末端，讓入射小球從同一高度滾下，使它們發(fā)生正碰，重夏10次，從上一步唳求出入射小球 落地點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置N.過(guò)。和N在紙上作一直線.用刻度尺量出線段。河、OP、ON的長(zhǎng)度.五、數(shù)據(jù)處理方案一：滑塊速度的測(cè)量。=若，式中Ax為滑塊擋光片的寬度(儀器說(shuō)明書(shū)上給出，也可直接測(cè)量)，2為數(shù)字”時(shí)器顯 示的滑塊(擋光片)經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間.方案二：小車(chē)速度的測(cè)量9=三，式中內(nèi)是紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，可用刻度尺測(cè)量，2為小不經(jīng)過(guò)Ax的時(shí)間，可 由打點(diǎn)間隔算出.方案三：把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的數(shù)值代入加1。=加。河+加2

5、6，看是否成立.六、誤差分析.系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于裝置本身是否符合要求，UP：(1)碰撞是否為一維碰撞.(2)實(shí)驗(yàn)是否滿足動(dòng)量守恒的條件：如氣墊導(dǎo)軌是否水平，長(zhǎng)木板是否平衡掉摩擦力，兩小球是否等大.偶然誤差主要來(lái)源于質(zhì)量加和速度。的測(cè)量.七、注意事項(xiàng).前提條件碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”.方案提醒(1)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí),注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平.(2)若利用長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長(zhǎng)木板下墊一小木片用以平衡摩擦力.(3)若利用斜槽小球碰撞應(yīng)注意：斜槽末端的切線必須水平：入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放：選 質(zhì)量較大的小球作為入射小球：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、

6、記錄的白紙的位更要始終保持不變.探究結(jié)論尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變.r基礎(chǔ)自測(cè)】.某同學(xué)設(shè)計(jì)r一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)員:守恒定律的實(shí)驗(yàn)，在小車(chē)4的前端粘有橡皮泥，使小年總做勻速直線運(yùn)動(dòng), 然后與處于靜止的小 8相碰并粘在一起，二者繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示.打點(diǎn)計(jì)在小乍/的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,實(shí)驗(yàn)中已平衡摩擦力.(1)實(shí)驗(yàn)得到一打點(diǎn)紙帶如圖所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離.圖中。點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，則應(yīng)選坦段來(lái) 件算4碰前的速度，應(yīng)選空段來(lái)沖算/和8碰后的共同速度.(2)已測(cè)得小車(chē)/的質(zhì)量刈=0.4 kg,小中3的質(zhì)量加3=0.2 kg,則由以上結(jié)果

7、可得兩小車(chē)碰前的總動(dòng)型為2衛(wèi)kg Ws, 碰后總動(dòng)量為0.417 kg m，s.解析：(1)因?yàn)樾≤?chē)乂與3碰拽前、后都做勻速運(yùn)動(dòng)，且碰后4與8劫在一起，其共同速度比4原來(lái)的速度小，所以應(yīng) 選點(diǎn)逐分布均勻旦間距較大的45段計(jì)算/會(huì)前的速度，逸點(diǎn)跡分布均勻且間距較小的 8 段計(jì)算4和3碰后的共同速度.10 5 X10 *6 95X10-2(2)由圖可知，底前H的速度和硬后/、3的共同速度分別為以=方廣右一m,s=1.05 m/s, v a=v.ib= x m;s =0.695 m/s,故兩小車(chē)在磋捶前、后的總動(dòng)量分別為p=LQ=0.4X 1.05 kgm/s=0.42 kgm/s, pf =(3+

8、加3)。 d=(0.4+ 0.2)X0.695 kgm,s=0.417 kg-m/s.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)制作r一個(gè)彈簧彈射裝更，在輕彈簧兩端各放置一個(gè)金屬小球(小球與彈簧不連接)，壓縮算簧并鎖 定，然后將鎖定的彈簧和兩個(gè)小球組成的系統(tǒng)放在內(nèi)壁光滑的金屬管中(管徑略大于兩球直徑),金屬管水平固定在離地面一 定高度處，如圖所示.解除彈簧鎖定，則這兩個(gè)金屬小球可以同時(shí)沿同一直線向相反方向彈射.現(xiàn)要測(cè)定彈射裝置在彈射時(shí) 所具有的彈性勢(shì)能，并探究前射過(guò)程所遵循的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)小組配有足夠的基本測(cè)量匚具并按下述步睇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：owmo 之、用天平測(cè)出兩球質(zhì)量分別為加I、相：用刻度尺測(cè)出兩管口離地面的高度均為h：解

9、除彈簧鎖定并彈出兩球，記錄下兩球在水平地面上的落地點(diǎn)A/、N.根據(jù)該小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：(1)要測(cè)定彈射裝置在彈射時(shí)所具有的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量的物理量有且(填選項(xiàng)前的字母).A.彈簧的壓縮量Ax.兩球落地點(diǎn)M、N到對(duì)應(yīng)管口 P、。的水平距離xi、X2 C.小球直徑D,兩球從彈出到落地的時(shí)間n、ti(2)根據(jù)測(cè)量結(jié)果，可得彈性勢(shì)能的表達(dá)式為耳=喀+曙.(3)用測(cè)得的物理量來(lái)表示，如果滿足關(guān)系式也奉=陽(yáng)絲,則說(shuō)明彈射過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒.解析：(1)彈釜彈出兩球過(guò)程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，要測(cè)定壓縮彈法的彈性勢(shì)能，可轉(zhuǎn)換為測(cè)定兩球被彈出時(shí)的動(dòng)能，實(shí) 驗(yàn)中可以利用平他運(yùn)動(dòng)規(guī)律測(cè)定平拋的初速度以

10、計(jì)算兩球的初動(dòng)能，因此在已知平拋運(yùn)動(dòng)下落高度的情況下，只需測(cè)定兩球 落地點(diǎn)M、N到對(duì)應(yīng)管口 P、。的水平距離xi、X2,所以B正確.平松運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、已，初速度。0=也因此初動(dòng)能&=累加=鬻，由機(jī)械能守恒定律可知，彈釜的彈性勢(shì)能等 于兩球平松運(yùn)動(dòng)的初動(dòng)能之和，即殳=嚼嚼.4/?4/?(3)若彈射過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,劃m1加=川2劭2,由于兩小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，即滿足加/】=優(yōu)”2,則說(shuō)明彈射過(guò) 程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒.3.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，該裝置由水平長(zhǎng)木板及固定在木板一端的硬幣發(fā)射器組成，硬幣發(fā) 射器包括支架(未畫(huà)出)、彈片及彈片釋放裝置，釋放彈片可將硬幣以某一初速度彈

11、出.已知一元硬幣和五角硬幣與長(zhǎng)木板間 的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：學(xué)片%片釋放裝置OMBOB一 *1硬幣 長(zhǎng)木板乙將一元硬幣置于發(fā)射槽口，糕放彈片將硬幣發(fā)射出去，硬幣沿著長(zhǎng)木板中心線運(yùn)動(dòng)，在長(zhǎng)木板中心線的適當(dāng)位置取一 點(diǎn)。，測(cè)出硬幣停止滑動(dòng)時(shí)其右側(cè)到。點(diǎn)的距離，再?gòu)耐晃恢冕尫艔椘瑢⒂矌虐l(fā)射出去，重更多次，取該距離的平均值記 為XI，如圖乙所示:將五角硬幣放在長(zhǎng)木板上，使其左側(cè)位于。點(diǎn)，并使其直徑與中心線重合，按步驟從同一位置糅放彈片，重新彈射 一元硬幣，使兩硬幣發(fā)生對(duì)心正碰，重且多次.分別測(cè)出兩硬幣碰后停止滑行時(shí)距。點(diǎn)的距離的平均值X2和X3,如圖丙所示.。)為完成該實(shí)驗(yàn)，除長(zhǎng)木板,

12、硬幣發(fā)射器，一元及五角硬幣，刻度尺外，還需要的器材為天平.(2)實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)生的物理量及字母表示為一元硬幣的質(zhì)量皿和五角硬幣的質(zhì)量加2,驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為 叫，五=加】返+也標(biāo)(用測(cè)量物理量對(duì)應(yīng)的字母表示).解析：(1)動(dòng)量為質(zhì)量和速度的乘積，該實(shí)險(xiǎn)要驗(yàn)證質(zhì)量不等的兩物體磋拽過(guò)程中的動(dòng)量是否守恒，需測(cè)量?jī)晌矬w的質(zhì)量 和碰挽前、后各自的速度，因此除給定的器材外，還需要的器材為天平.(2)測(cè)出一元硬幣的質(zhì)量加1、五角硬幣的質(zhì)量川2,設(shè)一元硬幣在。點(diǎn)的速度為P1,由動(dòng)能定理可得加4箱=,1兄解得卯=45兩，當(dāng)一元硬幣以速度在。點(diǎn)與五箭硬幣碰捶后，二者的速度分別為。2、。3,由動(dòng)能定理可得加

13、1夕2 =或1兇川2gt3=加瑚，解得一元硬幣磁后速度。2=，5正，五角硬幣碰后的速度為S=2咫X3,若碰捶過(guò)程動(dòng)量守恒， 則需滿足+ 代入數(shù)據(jù)可得研+加:4.如圖所示，物塊4通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板下，初始時(shí)靜止：從發(fā)射器（圖中未畫(huà)出）射出的物塊3沿水平方 向與A相撞，碰撞后兩者粘連在一起運(yùn)動(dòng)：碰撞前B的速度的大小。及碰撞后4和3 一起上升的高度人均可由傳感器（圖中 未畫(huà)出）測(cè)得.某同學(xué)以力為縱坐標(biāo)，將為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作直線擬合，求得該直線的斜率為左=1.92X10 -3 sLm已知 物塊4和B的質(zhì)量分別為nu=0.400 kg和川3=0.100 kg,重力加速度大小g取9.8

14、0 ms2./（i）若碰撞時(shí)間極短且忽略空氣阻力，求力蘇直線斜率的理論值依：（2）求k值的相對(duì)誤差&（3=與何乂 100%,結(jié)果保留1位有效數(shù)字）解析：（1）設(shè)物塊4和8硬撞后共同運(yùn)動(dòng)的速度為，由動(dòng)量守恒定律有 1即=（川/+叨決 在碰后/和8共同上升的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律有!（以+砌瞑 2=（m、+?”B）gh聯(lián)立得力=,.2g（mA+niBY由題意得匹研布畫(huà)代入數(shù)據(jù)得比= 2.04X 10-3 s2/m按照定義3=與包X 100%KQ代入數(shù)據(jù)得3=6%.答案：（1）2.04X10s2/m （2）6%題型分類-深度剖析突破點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作例1在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，一般采用如圖

15、所示的裝置：入射小球重垂線/；/力/7/“O M P N(1)若入射小球質(zhì)量為陽(yáng)】，半徑為門(mén)：被碰小球質(zhì)量為加2,半徑為72,則.A.加 1m2，rnB.mi加2, ri陽(yáng)2，門(mén)=/D.加=心(2)(多選)以下所提供的測(cè)量匚具中必需的是.A.刻度尺B.游標(biāo)卡尺C.天平D.彈簧測(cè)力計(jì)E.秒表(3)(多選)在做實(shí)驗(yàn)時(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)要求，以下說(shuō)法正確的是.A.斜槽軌道必須是光滑的B.斜槽軌道末端的切線是水平的C.入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下D.樣放點(diǎn)越高，兩球碰后水平位移越大,水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小，兩球速度的測(cè)量越準(zhǔn)確(4)設(shè)入射小球的質(zhì)量為mi,被碰小球的質(zhì)型為“4則在用如圖所示裝理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

16、時(shí)(P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置)， 所得“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的表達(dá)式為.(用裝置圖中的字母表示)【嘗試解題】(1)在小球碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒，則有冽箋0=切切1+切2立，在碰撞過(guò)程中動(dòng)能不增加，則有nod*川以 解得01Hm.上6口0,要碰后入射小球的途度。0,則川H”0.即加1冽2,為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球 L /切！十加2的半徑相同，=71故C正確.OP 飛(2)P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位直，M為硬后入射小球的位直，N為硬后被碰小球的位直，碰撞前入射小球的速度0,碰撞后入射小球的速度加祟，碰捶后被碰小球的速度。3 = 7，若加1加=加2?3 + 1電則表明通過(guò)該實(shí)臉臉證 2h

17、2h了兩球碰捶過(guò)程中動(dòng)量守恒，整理得OP=mi。河+加2。雙，因此需要的測(cè)量工具有刻度尺和天平,故A、C正確.(3)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)檢，必須保證斜槽軌道末端切線水平,斜槽軌道不必要光滑，故A錯(cuò)誤，B正魏：為保證球的初 速度相等，入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故C正確：釋放點(diǎn)越高，水平位移越大，位移測(cè)量的相對(duì)誤差就越小， 故D正確.(4)根據(jù)(2)的解答可知，表達(dá)式為nn OP=nn OM+vn ON.【答案】(1)C (2)A, C (3)B、C、D(4)mi OP=nn OM + nn ON對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1 .如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞

18、前后的動(dòng)量關(guān)系.(1)圖中。點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球加1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落 地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程巧廣，然后，把被碰小球也靜置于軌道的末端，再將入射球切從斜軌S位置靜止釋放,與小 球加2相撞，并多次重豆.接下來(lái)要完成的必要步曝是A、D、E.(填選項(xiàng)的符號(hào))A.用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量加1、川2B.測(cè)量小球加I開(kāi)始釋放高度力C.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HD.分別找到皿、川2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、NE.測(cè)量平拋射程為彳、0N(2)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，則其表達(dá)式可表示為mCOP =叫 W +mON 用(1)中測(cè)量的型表示.(3)若加 1=

19、45.0 g、加2=9.0 g, OP =46.20cm,則 ON 可能的最大值為 77.0 cm.解析：(1)要臉證動(dòng)量守恒定律.即驗(yàn)證：力mn=Hns+加加，小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等,在 空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，上式兩邊同時(shí)乘以i得加例7=川1如+加2。3，解得nn OP =m1 OM +m： ON 9因此實(shí)驗(yàn)中需要測(cè) 量?jī)尚∏虻馁|(zhì)量，先確定落點(diǎn)的位置再測(cè)量出平提的水平距離，故應(yīng)進(jìn)行的步躲為A、D、E.(2)根據(jù)(1)的分析可知，要驗(yàn)證動(dòng)量守恒應(yīng)驗(yàn)證的表達(dá)式為mCOP =川67.(3)發(fā)生彈性碰撞時(shí)，被碰小球獲得速度最大，根據(jù)動(dòng)量守恒的表達(dá)式加1。1=加儂+加約3,由5

20、，血+加京得機(jī)械 能守恒的表達(dá)式是“672 +陽(yáng)2京口 =加1行2,聯(lián)立解得*=一空一。1因此最大射程為Sm=.2 OP=27 + 12 + 1245 + 9cm=77.0 cm.突破點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析例2如圖甲所示，在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，小.4的前端粘有像皮泥，推動(dòng)小乍H使之做勻速運(yùn)動(dòng).然后與原來(lái) 靜止在前方的小軍5相碰并粘合成一體，繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)，在小乍/后連著紙帶,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz,長(zhǎng)木板 右端下而墊放小木片用以平衡摩擦力.長(zhǎng)木板B撞針/橡皮泥A 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶(1)若獲得紙帶如圖乙所示，并測(cè)得各”數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上).H為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選 段來(lái)計(jì)算H的

21、碰前速度，應(yīng)選段來(lái)計(jì)/和B碰后的共同速度(選填或,) A BCD E !的.25.20+34.50 -卜 27.24叩20.60”乙(2)已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量啊= 0.30 kg,小車(chē)B的質(zhì)量為= 0.20 kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得碰前系統(tǒng)總動(dòng)量為 kgnvs,碰后系統(tǒng)總動(dòng)量為 kgms.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：.【嘗試解題】(1)推動(dòng)小車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，故小車(chē)有個(gè)加速過(guò)程，在磋撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò) 的位移相同，故段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段，故逸3c計(jì)算磁前的速度：碰捶過(guò)程是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，而/和3碰后共同 運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的位移，故

22、應(yīng)選QE段來(lái)計(jì)算碰后共同的速度.(2)碰前系統(tǒng)的動(dòng)量即/的動(dòng)量.pi=7/po= 等=0.30X:券g kg m/s=1.04 kg m-s,磁后的總動(dòng)量中=(M+sDE ，0 206 0=(nki+w)=0.50X x 0 0； kg ms=1.03 kgm,s.(3)由實(shí)臉數(shù)據(jù)可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，小車(chē)4、3組成的系統(tǒng)磋授前后總動(dòng)量守恒.【答案】(1)BC DE (2)1.04 1.03(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，小車(chē)/、3組成的系統(tǒng)碰撞前后總動(dòng)量守恒對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練.某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在足夠大的水平平臺(tái)上的H點(diǎn)放置一個(gè)光電門(mén)，水平平臺(tái)上4點(diǎn) 右側(cè)摩擦很小可忽略不怦，左

23、側(cè)為粗糙水平而，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間.采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：光電門(mén)擋光片小滑塊。上固定一個(gè)寬度為d的窄擋光片：用天平分別測(cè)出小滑塊。(含擋光片)和小球b的質(zhì)量加八如在q和b間用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮/的輕彈簧，靜止放置在平臺(tái)上：細(xì)線燒斷后，。、b瞬間被彈開(kāi),向相反方向運(yùn)動(dòng)：記錄滑塊。通過(guò)光電門(mén)時(shí)擋光片的遮光時(shí)間r：滑塊。最終停在。點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)，用刻度尺測(cè)出/C之間的距離立：小球b從平臺(tái)邊緣飛出后，落在水平地面的B點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出平臺(tái)距水平地面的高度力及平臺(tái)邊緣鉛垂線與B點(diǎn)之 間的水平距離顯：改變弼賽壓縮量，進(jìn)行多次測(cè)量.(1)該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證“動(dòng)量守恒定律”，則只需驗(yàn)證華=以、偈即可.(用上

24、述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)字母表示)(2)改變彈簧壓縮量，多次測(cè)量后，該實(shí)驗(yàn)小組得到“與的關(guān)系圖象如圖乙所示，圖線的斜率為丘則平價(jià)上4點(diǎn)左側(cè)與滑塊a之間的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為愛(ài).解析：(1)燒斷細(xì)線后，。向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)光也門(mén)，根據(jù)速度公式可知，。經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度=：:b離開(kāi)平臺(tái)后做平施 運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得，h=gli, Sb=a”，解得0b=5b、l,若動(dòng)量守恒，設(shè)向右為正，則有0=川初L加也?，即 =3低.(2)對(duì)物體4由光電門(mén)向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，則有瘍= 245,經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度為=/,由牛頓第二定律得，。=肝=咯 屋1d2聯(lián)立解得Sa=質(zhì)內(nèi)則由圖象可知=福.突破點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新例3為r驗(yàn)證動(dòng)員守恒

25、定律(探究碰撞中的不變量)，某同學(xué)選取r兩個(gè)材質(zhì)相同、體積不等的立方體滑塊4和從 按下 述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：步驟1：在4、3的相撞面分別裝上尼龍拉扣，以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體：步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲，鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽，右端是長(zhǎng)直水平槽，傾斜槽和水平槽由一小段弧連接， 軌道槽被固定在水平桌面上，在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺(tái)數(shù)碼頻閃照相機(jī)：步驟3：讓滑塊3靜置于水平槽的某處,滑塊/從斜槽某處由靜止稱放，同時(shí)開(kāi)始頻閃拍攝，直到H、3停止運(yùn)動(dòng)，得 到一幅多次曝光的數(shù)碼照片：步驟4：多次重更步驟3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅，打印出來(lái),將刻度尺緊里照片放置，如圖乙所

26、示.尸】凡B凡凡0 1 23456789 1011121314151617181920(1)由圖分析可知，滑塊/與滑塊5碰撞發(fā)生的位置在.Ps、R之間處P6、n之間(2)為探究碰撞中動(dòng)生是否守恒，需要直接測(cè)量或讀取的物理量是.4、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)星:mi和nn滑塊4釋放時(shí)距桌面的高度頻閃照相的周期照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例照片上測(cè)得的545、S56和567、578照片上測(cè)得的門(mén)4、545 x S56和567、578、$89滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)寫(xiě)出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式.(3)請(qǐng)你寫(xiě)出一條有利于提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理的建議：. 【嘗試解題】(1)P6位置滑塊速度明顯減小，故H、8相拽的便矍在

27、B處，故正確.(2)設(shè)磁拽前滑塊4在R、Ps、P6的速炭分別為8、2、V69磁控后，整體在P6、Pi. R的速度分別為。6、VI.火，則534+ 545S45 + S56-3 +。6 a2s56+$45-534 _ rn, 1“ 小 公r2567+57S-589。4 = Vj 95 =,又。5 = 5 用牛得磋提前滑塊/電度。6 =Vj,同理碰捏后整體樂(lè)J運(yùn)度。6 =5需要險(xiǎn)證的方程為“11，6=(加1+加2)。6，將以上兩式代入整理得nn(2S56 + S45S34)= (11 +陽(yáng)2X2S67 + 57S569),故需要直接測(cè)量 的物理量是/、3兩個(gè)滑塊的質(zhì)量川1和12及534、545、S56和567、578、S39.故、正確.(3)提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度或改進(jìn)實(shí)險(xiǎn)原理的建議：使用更平整的擾道槽，枕道要平整，防止各段母擦力不同，滑塊做非勻變速運(yùn)動(dòng).在足夠成像的前提下，縮短頻閃照相每次喙光的時(shí)間，磋撞時(shí)間很短，縮短頻閃照相每次曝光的時(shí)間，使滑塊硬捶位 直拍攝更清晰、準(zhǔn)確.適當(dāng)增大相機(jī)和軌道槽的距離，相機(jī)和擾道槽的跖離較小時(shí)，由于鏡頭拍攝引起的距離誤差增大，應(yīng)適當(dāng)增大相機(jī)和 軌道槽的距離.將軌道的一端墊起少許，平衡摩擦力，使得滑塊碰拽前后都做勻速運(yùn)動(dòng).【答案】(1 修(2XD、 瀏 1 (2s% + S45 534)= (m