动量守恒实验
实验:验证动量守恒定律
实验:验证动量守恒定律 Revised by BETTY on December 25,2020实验七验证动量守恒定律1.实验原理在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′,算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p′=m1v1′+m2v2′,看碰撞前后动量是否相等.2.实验器材斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线.3.实验步骤(1)用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球.(2)按照如图1甲所示安装实验装置.调整、固定斜槽使斜槽底端水平.图1(3)白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好.记下重垂线所指的位置O.(4)不放被撞小球,让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次.用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置. (5)把被撞小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次.用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N.如图乙所示.(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中.最后代入m1·OP =m1·OM+m2·ON,看在误差允许的范围内是否成立.(7)整理好实验器材,放回原处.(8)实验结论:在实验误差允许范围内,碰撞系统的动量守恒.1.数据处理验证表达式:m1·OP=m1·OM+m2·ON2.注意事项(1)斜槽末端的切线必须水平;(2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放;(3)选质量较大的小球作为入射小球;(4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变.命题点一教材原型实验例1如图2所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.图2(1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但可以通过仅测量(填选项前的符号)间接地解决这个问题.A.小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是 .(填选项前的符号)A.用天平测量两个小球的质量m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM、ON(3)经测定,m1= g,m2= g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示.碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′,则p1∶p1′=∶11;若碰撞结束时m2的动量为p2′,则p1′∶p2′=11∶ .实验结果说明,碰撞前后总动量的比值p1p 1′+p2′= .图3(4)有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其他条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用(3)中已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为 cm.答案(1)C (2)ADE (3)14 (4)解析(1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定,即v=xt.而由H=12gt2知,每次竖直高度相等,所以平抛时间相等,即m1OPt=m1OMt+m2ONt,则可得m1·OP=m1·OM+m2·ON.故只需测射程,因而选C.(2)由表达式知:在OP已知时,需测量m1、m2、OM和ON,故必要步骤有A、D、E.(3)p 1=m 1·OP t ,p 1′=m 1·OM t联立可得p 1∶p 1′=OP ∶OM =∶=14∶11,p 2′=m 2·ONt则p 1′∶p 2′=(m 1·OM t )∶(m 2·ONt)=11∶ 故p 1p 1′+p 2′=m 1·OPm 1·OM +m 2·ON≈(4)其他条件不变,使ON 最大,则m 1、m 2发生弹性碰撞,则其动量和能量均守恒,可得v 2=2m 1v 0m 1+m 2而v 2=ON t ,v 0=OP t故ON =2m 1m 1+m 2·OP =错误!× cm≈ cm.变式1 在“验证动量守恒定律”的实验中,已有的实验器材有:斜槽轨道、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、圆规.实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图4所示.图4试根据实验要求完成下列填空: (1)实验前,轨道的调节应注意 .(2)实验中重复多次让a 球从斜槽上释放,应特别注意 . (3)实验中还缺少的测量器材有 . (4)实验中需要测量的物理量是 . (5)若该碰撞过程中动量守恒,则一定有关系式 成立.答案 (1)槽的末端的切线是水平的 (2)让a 球从同一高处静止释放滚下 (3)天平、刻度尺 (4)a 球的质量m a 和b 球的质量m b ,线段OP 、OM 和ON 的长度 (5)m a ·OP =m a ·OM +m b ·ON解析(1)由于要保证两球发生弹性碰撞后做平抛运动,即初速度沿水平方向,所以必需保证槽的末端的切线是水平的.(2)由于实验要重复进行多次以确定同一个弹性碰撞后两小球的落点的确切位置,所以每次碰撞前入射球a的速度必须相同,根据mgh=12mv2可得v=2gh,所以每次必须让a球从同一高处静止释放滚下.(3)要验证m a v0=m a v1+m b v2,由于碰撞前后入射球和被碰球从同一高度同时做平抛运动的时间相同,故可验证m a v0t=m a v1t+m b v2t,而v0t=OP,v1t=OM,v2t=ON,故只需验证m a·OP=m a·OM+m b·ON,所以要测量a球的质量m a和b球的质量m b,故需要天平;要测量两球平抛时水平方向的位移即线段OP、OM和ON的长度,故需要刻度尺.(4)由(3)的解析可知实验中需测量的物理量是a球的质量m a和b球的质量m b,线段OP、OM和ON的长度.(5)由(3)的解析可知若该碰撞过程中动量守恒,则一定有关系式m a·OP=m a·OM+mb·ON.命题点二实验方案创新创新方案1:利用气垫导轨1.实验器材:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、胶布、撞针、橡皮泥等.2.实验方法(1)测质量:用天平测出两滑块的质量.(2)安装:按图5安装并调好实验装置.图5(3)实验:接通电源,利用光电计时器测出两滑块在各种情况下碰撞前、后的速度(例如:①改变滑块的质量;②改变滑块的初速度大小和方向).(4)验证:一维碰撞中的动量守恒.例2(2014·新课标全国卷Ⅱ·35(2))现利用图6(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间.图6实验测得滑块A 的质量m 1= kg ,滑块B 的质量m 2= kg ,遮光片的宽度d = cm ;打点计时器所用交流电的频率f = Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧,启动打点计时器,给滑块A 一向右的初速度,使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为Δt B = ms ,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示.若实验允许的相对误差绝对值(⎪⎪⎪⎪⎪⎪碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%)最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律写出运算过程. 答案 见解析解析 按定义,滑块运动的瞬时速度大小v 为v =ΔsΔt①式中Δs 为滑块在很短时间Δt 内走过的路程 设纸带上相邻两点的时间间隔为Δt A ,则 Δt A =1f= s②Δt A 可视为很短.设滑块A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v 0、v 1. 将②式和图给实验数据代入①式可得v 0= m/s③ v 1= m/s④设滑块B 在碰撞后的速度大小为v 2,由①式有v 2=d Δt B⑤ 代入题给实验数据得v 2≈ m/s⑥设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p 和p ′,则p =m 1v 0⑦p′=m1v1+m2v2⑧两滑块在碰撞前、后总动量相对误差的绝对值为δp =⎪⎪⎪⎪⎪⎪p-p′p×100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,得δp≈%<5%因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律.创新方案2:利用等长的悬线悬挂等大的小球1.实验器材:小球两个(大小相同,质量不同)、悬线、天平、量角器等.2.实验方法(1)测质量:用天平测出两小球的质量.(2)安装:如图7所示,把两个等大的小球用等长的悬线悬挂起来.图7(3)实验:一个小球静止,将另一个小球拉开一定角度释放,两小球相碰.(4)测速度:可以测量小球被拉起的角度,从而算出碰撞前对应小球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后对应小球的速度.(5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验.(6)验证:一维碰撞中的动量守恒.例3如图8所示是用来验证动量守恒的实验装置,弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边缘有一竖直立柱.实验时,调节悬点,使弹性球1静止时恰与立柱上的球2右端接触且两球等高.将球1拉到A点,并使之静止,同时把球2放在立柱上.释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞,碰后球1向左最远可摆到B点,球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b、C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外:图8(1)还需要测量的量是、和 .(2)根据测量的数据,该实验中动量守恒的表达式为 .(忽略小球的大小)答案(1)弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面离水平地面的高度H(2)2m1a-h=2m1b-h+m2cH+h解析(1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化,根据弹性球1碰撞前后的高度a和b,由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度,故只要再测量弹性球1的质量m1,就能求出弹性球1的动量变化;根据平抛运动的规律只要测出立柱高h和桌面离水平地面的高度H就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化,故只要测量弹性球2的质量m2和立柱高h、桌面离水平地面的高度H就能求出弹性球2的动量变化.(2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程2m1a-h=2m1b-h+m2cH+h.创新方案3:利用光滑长木板上两车碰撞1.实验器材:光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥、小木片.2.实验方法(1)测质量:用天平测出两小车的质量.(2)安装:如图9所示,将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车甲的后面,在甲、乙两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.长木板下垫上小木片来平衡摩擦力.图9(3)实验:接通电源,让小车甲运动,小车乙静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,两小车连接成一体运动.(4)测速度:可以测量纸带上对应的距离,算出速度.(5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验.(6)验证:一维碰撞中的动量守恒.例4某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车甲的前端粘有橡皮泥,推动小车甲使之做匀速直线运动.然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体,而后两车继续做匀速直线运动,他设计的具体装置如图10所示.在小车甲后连着纸带,打点计时器的打点频率为50 Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.图10(1)若已得到打点纸带如图11所示,并测得各计数点间距并标在图上,A为运动起始的第一点,则应选段计算小车甲的碰前速度,应选段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两格填“AB”“BC”“CD”或“DE”).图11(2)已测得小车甲的质量m甲= kg,小车乙的质量m乙= kg,由以上测量结果,可得碰前m甲v甲+m乙v乙=kg·m/s;碰后m甲v甲′+m乙v乙′=kg·m/s.(3)通过计算得出的结论是什么答案(1)BC DE(2) (3)在误差允许范围内,碰撞前后两个小车的mv之和是相等的.解析(1)观察打点计时器打出的纸带,点迹均匀的阶段BC应为小车甲与乙碰前的阶段,CD段点迹不均匀,故CD应为碰撞阶段,甲、乙碰撞后一起匀速直线运动,打出间距均匀的点,故应选DE段计算碰后共同的速度.(2)v甲=xBCΔt= m/s,v′=xDEΔt= m/sm甲v甲+m乙v乙=kg·m/s碰后m甲v甲′+m乙v乙′=(m甲+m乙)v′=×kg·m/s=kg·m/s.(3)在误差允许范围内,碰撞前后两个小车的mv之和是相等的.。
动量守恒实验知识点总结
动量守恒实验知识点总结动量守恒实验是物理学中非常重要的一部分,通过实验验证了动量守恒定律的成立。
在这篇文章中,我们将深入探讨动量守恒实验的知识点总结,包括实验原理、实验装置、实验过程、实验结果分析以及实验中的注意事项等内容。
一、实验原理动量守恒是物理学中的一个基本定律,它表明在一个封闭系统中,如果没有外力的作用,系统的总动量将保持不变。
根据动量守恒定律,可以得到如下公式:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中,m1和m2分别表示两个物体的质量,v1和v2分别表示它们的初始速度,v1'和v2'分别表示它们的最终速度。
从这个公式可以看出,动量守恒定律要求系统中各个物体的动量之和在任何时刻都保持不变。
二、实验装置动量守恒实验通常使用的装置是动量守恒装置,它包括一个光滑水平轨道、一个弹簧发射器和几个球体。
弹簧发射器的弹簧被拉伸,球体被放置在弹簧前端,当弹簧释放时,球体将被弹射出去。
在实验中,通常会使用两个球体,它们在发射器弹射后会在轨道上碰撞,并且通过碰撞的过程来验证动量守恒定律。
三、实验过程1. 装置调整:首先需要将轨道水平放置,然后调整弹簧发射器的角度,确保球体可以被弹射并撞到对面的球体。
2. 实验前准备:对于每个球体,测量其质量和直径,同时记录下发射器被拉伸的长度。
3. 实验操作:将一个球体放置在弹簧前端,观察并记录发射的速度、轨道上的碰撞过程以及最终的速度。
4. 数据记录:记录每一次实验的数据,包括发射器拉伸长度、球体质量、发射速度、碰撞过程等。
四、实验结果分析根据实验数据,可以通过运用动量守恒定律来验证实验结果。
首先需要计算每个球体的动量,在碰撞前和碰撞后的动量之和应当相等,即验证动量守恒定律的成立。
如果实验结果与理论预期一致,那么就可以得出结论:动量守恒定律在该实验中成立。
五、实验中的注意事项1. 确保实验装置的稳定性,轨道需要保持水平放置,发射器的角度也需要调整得当。
如何进行动量守恒实验
如何进行动量守恒实验动量守恒实验是物理实验中常见的一种实验方法,用于验证动量守恒定律。
本文将介绍如何进行动量守恒实验,并提供实验步骤和注意事项。
一、实验目的1. 验证动量守恒定律;2. 掌握实验中所需的仪器和设备的使用方法;3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理动量守恒定律指出,在一个封闭系统中,当没有外力作用时,系统的总动量保持不变。
即动量的总和在时间上保持恒定。
三、实验器材和装置1. 平滑水平轨道;2. 弹簧测力计;3. 弹簧;4. 物体(如小车);5. 支撑架;6. 纸带;7. 计时器。
四、实验步骤1. 将轨道固定在水平桌面上,并确保轨道平整、不易晃动;2. 将弹簧测力计固定在轨道的一端,并将弹簧的另一端固定在小车上;3. 将小车放在轨道上,使其与弹簧测力计相对静止;4. 通过拉伸弹簧,使弹簧测力计示数为零;5. 将小车推向弹簧测力计一侧,并记录该侧的示数;6. 让小车静止,重新拉伸弹簧使示数为零;7. 用同样的力推向弹簧测力计另一侧,并记录示数;8. 将记录的数据进行整理和分析,计算小车在不同方向上的动量,并验证动量守恒定律。
五、实验注意事项1. 实验过程中,确保轨道平整、固定牢靠,以保证实验的准确性;2. 小车在推动过程中要保持平稳,避免晃动和滑动;3. 弹簧测力计的示数要在推动过程中稳定后才进行记录,并注意示数的正负表示推动方向;4. 实验数据的采集要准确,可多次重复实验,取平均值提高数据的可靠性;5. 在进行数据处理时要精确计算,注意量纲的一致性;6. 注意实验操作的安全性,避免受伤或损坏实验设备;7. 实验结束后,归还实验设备,清理实验现场。
六、实验结果分析通过实验记录的数据,根据动量守恒定律的公式计算小车在不同方向上的动量,并比较实验前后动量的变化情况。
若结果表明动量在时间上保持恒定,则验证了动量守恒定律。
七、实验扩展1. 可将小车的质量和推动力进行变化,观察对动量守恒的影响;2. 可将小车与弹簧的接触面涂抹不同的润滑剂,观察摩擦对动量守恒的影响;3. 可将小车的速度进行测量,计算其动能,并与动量进行比较。
动量守恒定律的实验验证
动量守恒定律的实验验证动量守恒定律是物理学中的基本定律之一,它在描述物体运动时起着重要的作用。
为了验证动量守恒定律的有效性和可靠性,进行了一系列实验。
实验一:弹性碰撞实验在实验室中,准备了两个相同质量的小球A和B,它们分别处于静止状态,相距一定距离。
首先给小球A以某一初速度,让其沿着一条直线轨道运动。
当小球A与小球B发生完全弹性碰撞后,观察两球的运动情况。
实验结果显示,小球A在碰撞前具有一定的动量,而小球B则静止。
在碰撞后,小球A的速度减小而改变了运动方向,而小球B则具有与小球A碰撞前小球A相同大小的速度,并沿着小球A碰撞前运动的方向运动。
实验结果表明,碰撞过程中总动量守恒,即小球A的动量减小,而小球B的动量增加,两者之和保持不变。
实验二:非弹性碰撞实验在实验室中,同样准备了两个相同质量的小球A和B,它们分别处于静止状态,相距一定距离。
与实验一不同的是,在这次实验中,小球A与小球B发生非弹性碰撞。
实验结果显示,小球A与小球B发生碰撞后,它们黏在一起并以共同的速度沿着小球A碰撞前运动的方向运动。
与弹性碰撞不同的是,碰撞过程中能量有一部分转化为内能而被损失,因此总动量守恒,但总机械能不守恒。
实验三:爆炸实验在实验室中,放置了一块弹性墙壁,并将一个质量较大的小球C静止放在墙壁前方。
在小球C与墙壁发生碰撞时,观察碰撞后的情况。
实验结果显示,当小球C与墙壁发生碰撞时,小球C的动量改变,由静止变为运动状态。
这说明,碰撞过程中小球C获得了墙壁的动量。
根据动量守恒定律,小球C的动量增加被墙壁吸收,总动量守恒。
通过以上实验可以得出一个普遍的结论:在孤立系统中,如果没有外力作用,系统总的动量保持不变。
这就是动量守恒定律的实验证明。
总结:动量守恒定律是物理学中非常重要的定律之一,通过弹性碰撞、非弹性碰撞和爆炸等实验证明了动量守恒定律的有效性和可靠性。
实验结果表明,无论是弹性碰撞还是非弹性碰撞,总的动量保持不变,只有部分能量转化或损失。
物理【实验】验证动量守恒定律
物理【实验】验证动量守恒定律1.实验原理在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v′,找出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p′=m1v1′+m2v2′,看碰撞前后动量是否守恒.2.实验器材方案一:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等.方案二:带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等.方案三:光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥.方案四:斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等.3.实验步骤方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验(如图所示)(1)测质量:用天平测出滑块质量.(2)安装:正确安装好气垫导轨.(3)实验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量.②改变滑块的初速度大小和方向).(4)验证:一维碰撞中的动量守恒.方案二:利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(如图所示)(1)测质量:用天平测出两小球的质量m1、m2.(2)安装:把两个等大小球用等长悬线悬挂起来.(3)实验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰.(4)测速度:可以测量小球被拉起的角度,从而算出碰撞前对应小球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后对应小球的速度.(5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验.(6)验证:一维碰撞中的动量守恒.方案三:在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(如图所示)(1)测质量:用天平测出两小车的质量.(2)安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.(3)实验:接通电源,让小车A运动,小车B静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连接成一体运动.(4)测速度:通过纸带上两计数点间的距离及时间由v=Δx/Δt 算出速度.(5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验.(6)验证:一维碰撞中的动量守恒.方案四:利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(如图所示)1.测质量:用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。
动量守恒的实验验证
动量守恒的实验验证动量守恒是物理学中的重要定律之一,它表明在一个系统内,当没有外力作用时,系统的总动量将保持不变。
本文将介绍几种实验验证动量守恒的方法。
一、小球碰撞实验1.实验目的通过观察小球碰撞过程,验证动量守恒定律。
2.实验材料两个相同质量的小球、平滑水平面3.实验步骤- 将两个小球置于水平面上,使它们保持静止。
- 以一定的速度使一个小球向另一个小球运动。
- 观察碰撞过程中两个小球的运动状态。
4.实验结果分析如果两个小球碰撞之后静止,或者以相同的速度相背而去,那么可以得出结论:系统的总动量在碰撞过程中守恒。
二、火箭发射实验1.实验目的通过火箭发射实验,验证动量守恒定律。
2.实验材料小型火箭模型、发射器、计时器3.实验步骤- 在室外安全的地方进行实验。
- 将火箭模型放入发射器中。
- 点燃火箭模型的发动机。
- 使用计时器记录火箭从发射器射出到完全停止的时间。
4.实验结果分析在火箭发射过程中,如果火箭以一定的速度射出,并且在空中逐渐减速直至停止,那么可以得出结论:火箭前后的动量改变之和等于零,验证了动量守恒定律。
三、弹簧振子实验1.实验目的通过观察弹簧振子的运动过程,验证动量守恒定律。
2.实验材料弹簧振子装置、标尺、计时器3.实验步骤- 将标尺固定在垂直方向上,用于测量振子的位移。
- 将弹簧振子拉到一定距离,释放后观察其振动过程。
- 使用计时器记录振子从一个极端位置振动到另一个极端位置的时间。
4.实验结果分析弹簧振子在振动过程中,如果振幅和周期保持一致,可以得出结论:振子在每个极端位置的动量改变之和等于零,并验证了动量守恒定律。
综上所述,通过小球碰撞实验、火箭发射实验和弹簧振子实验,我们可以验证动量守恒定律的有效性。
这些实验结果证明了在没有外力作用时,系统的总动量将保持不变的原理。
对于我们理解物体运动和相互作用具有重要意义,并在工程设计和科学研究中发挥着重要作用。
动量守恒原理的实验结果
动量守恒原理的实验结果动量守恒原理是物理学中基本的一个原理,它指出在一个封闭系统中,当没有外力作用时,系统的总动量将保持不变。
为了验证动量守恒原理的有效性,科学家们进行了一系列实验,并取得了令人惊叹的结果。
实验一:弹性碰撞在弹性碰撞实验中,我们使用了两个相等质量的小球。
首先,我们让一个小球以一定的速度向另一个小球运动。
当两个小球相撞时,我们观察到他们会发生互相交换速度,并且运动的方向也会发生改变。
根据我们对动量守恒原理的理解,实验结果应该是两个小球的总动量在碰撞前后保持不变。
通过测量实验前后小球的速度和方向,我们得到了如下结果:碰撞前小球A的速度为v1,小球B的速度为v2;碰撞后小球A的速度变为v3,小球B的速度变为v4。
根据动量守恒原理,我们可以得到下式:m1v1 + m2v2 = m1v3 + m2v4。
在实验中,我们发现实测的数值与计算结果非常接近,这进一步证实了动量守恒原理的正确性。
实验二:非弹性碰撞在非弹性碰撞实验中,我们同样使用了两个相等质量的小球。
不同于弹性碰撞,非弹性碰撞会导致能量损失。
在实验中,我们让一个小球以一定的速度运动,并与静止的另一个小球碰撞。
我们观察到碰撞后,两个小球黏附在一起并以一定的速度共同运动。
同样地,我们根据动量守恒原理进行计算,并进行实测。
结果显示实测和计算结果相符,这表明在非弹性碰撞中,尽管发生了能量损失,但动量守恒原理仍然适用。
实验三:爆炸实验在爆炸实验中,我们使用了一个质量较大的物体和一个质量较小的物体。
我们将两个物体靠近,并通过引爆装置使它们发生爆炸。
在爆炸过程中,我们观察到两个物体向不同方向运动,并且它们的速度也会发生变化。
然而,根据动量守恒原理,两个物体的总动量在爆炸前后应该保持不变。
通过实测和计算,我们发现实验结果与理论计算结果相符,进一步验证了动量守恒原理的有效性。
综上所述,通过一系列实验,我们验证了动量守恒原理的实验结果的准确性。
这一原理为我们理解物体运动的规律提供了重要的基础,也为工程技术的发展提供了指导。
实验报告动量守恒
实验报告动量守恒实验报告:动量守恒引言:动量守恒是物理学中重要的基本原理之一。
它表明在一个封闭系统中,当没有外力作用时,系统的总动量保持不变。
本实验旨在通过一系列实验验证动量守恒定律,并探讨其应用。
实验一:弹性碰撞在实验室中,我们使用了两个小球进行弹性碰撞实验。
首先,将两个小球放在一条直线上,给其中一个小球以初速度,然后观察碰撞后两个小球的运动情况。
实验结果显示,碰撞后两个小球的速度发生了变化,但总动量保持不变。
这符合动量守恒定律的预期。
通过测量碰撞前后小球的质量和速度,我们可以计算出碰撞前后的动量,并验证动量守恒定律。
实验二:非弹性碰撞接下来,我们进行了非弹性碰撞实验。
同样地,将两个小球放在一条直线上,给其中一个小球以初速度,然后观察碰撞后两个小球的运动情况。
与弹性碰撞不同的是,非弹性碰撞中,两个小球在碰撞后会粘在一起,并以共同的速度继续运动。
同样地,我们测量了碰撞前后小球的质量和速度,并计算了碰撞前后的动量。
实验结果显示,碰撞后两个小球的总动量仍然保持不变。
虽然碰撞后小球的运动速度发生了变化,但总动量仍然守恒。
这再次验证了动量守恒定律在非弹性碰撞中的适用性。
实验三:动量守恒在实际生活中的应用动量守恒定律不仅仅在实验室中适用,它还可以在实际生活中找到许多应用。
例如,交通事故中的汽车碰撞,飞机着陆时的冲击,以及运动员跳水时的动作等等。
在交通事故中,当两辆车相撞时,它们的动量会发生改变。
根据动量守恒定律,我们可以通过测量事故前后车辆的质量和速度来推断事故发生时的速度。
这对于事故的调查和分析非常重要。
另一个例子是飞机着陆时的冲击。
当飞机着陆时,它的动量会迅速减小,而动量守恒定律告诉我们,这个减小的动量必须通过其他途径得到补偿,例如飞机的减速装置和地面的反作用力。
这有助于我们理解飞机着陆时的物理过程。
结论:通过以上实验和应用的讨论,我们可以得出结论:动量守恒定律是一个普遍适用的物理原理,在许多实验和现实生活中都得到了验证。
物理动量守恒实验报告
一、实验目的1. 验证动量守恒定律。
2. 理解动量守恒定律在宏观和微观领域的适用性。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理动量守恒定律是物理学中的一个基本原理,它表明在一个封闭系统中,当没有外力作用时,系统的总动量保持不变。
即系统内各物体的动量变化之和为零。
动量守恒定律的数学表达式为:m1v1 + m2v2 = m1v'1 + m2v'2其中,m1、m2分别为系统内两个物体的质量,v1、v2分别为两个物体的速度,v'1、v'2分别为碰撞后两个物体的速度。
三、实验器材1. 气垫导轨2. 滑块(两个,质量分别为m1、m2)3. 光电门(两个)4. 秒表5. 天平6. 计算器四、实验步骤1. 将气垫导轨水平放置,确保导轨平稳。
2. 用天平称量滑块m1、m2的质量,分别记录下来。
3. 将滑块m1置于气垫导轨的一端,滑块m2置于光电门之间。
4. 用滑块m1撞击滑块m2,使两滑块发生碰撞。
5. 分别记录滑块m1通过第一个光电门的时间t1和经过第二个光电门的时间t2,以及滑块m2通过第二个光电门的时间t3。
6. 重复步骤4、5,进行多次实验,记录数据。
7. 根据记录的数据,计算滑块m1和m2的速度,以及碰撞后的速度。
8. 将计算结果代入动量守恒定律的数学表达式,验证动量守恒定律是否成立。
五、实验数据1. 滑块m1的质量:m1 = 0.1 kg2. 滑块m2的质量:m2 = 0.2 kg3. 滑块m1通过第一个光电门的时间:t1 = 0.2 s4. 滑块m1通过第二个光电门的时间:t2 = 0.3 s5. 滑块m2通过第二个光电门的时间:t3 = 0.4 s六、数据处理1. 计算滑块m1和m2的速度:v1 = s/t1 = 0.5 m/sv2 = s/t2 = 0.75 m/sv3 = s/t3 = 1 m/s2. 计算碰撞后的速度:v'1 = (m1v1 + m2v2) / (m1 + m2) = (0.1 × 0.5 + 0.2 × 0.75) / (0.1 + 0.2) = 0.6 m/sv'2 = (m1v1 + m2v2) / (m1 + m2) = (0.1 × 0.5 + 0.2 × 0.75) / (0.1 + 0.2) = 0.6 m/s3. 验证动量守恒定律:m1v1 + m2v2 = m1v'1 + m2v'20.1 × 0.5 + 0.2 × 0.75 = 0.1 × 0.6 + 0.2 × 0.60.05 + 0.15 = 0.06 + 0.120.2 = 0.18七、实验结论通过实验,我们发现动量守恒定律在本次实验中得到了验证。
动量守恒定律实验报告
动量守恒定律实验报告动量守恒定律实验报告引言:动量守恒定律是力学中的基本定律之一,它描述了一个封闭系统中动量的守恒性质。
在这个实验中,我们将通过一系列的实验来验证动量守恒定律,并探讨其在不同情况下的应用。
实验一:弹性碰撞我们首先进行了一组弹性碰撞实验。
实验装置包括两个小球,一个称为A,另一个称为B。
我们将A球放在静止的状态,然后用一个弹簧装置将B球以一定速度撞向A球。
实验过程中,我们使用了两个光电门来测量小球的速度。
实验结果显示,当B球撞向A球时,A球受到了一个向后的冲力,而B球则受到了一个向前的冲力。
通过测量小球的速度,我们发现在碰撞前后,小球的总动量保持不变。
这验证了动量守恒定律在弹性碰撞中的应用。
实验二:非弹性碰撞接下来,我们进行了一组非弹性碰撞实验。
与之前的实验相比,我们在A球和B球之间加入了一个黏合剂,使得它们在碰撞后粘在一起。
同样地,我们使用了光电门来测量小球的速度。
实验结果显示,在非弹性碰撞中,碰撞后小球的总动量同样保持不变。
然而,与弹性碰撞不同的是,碰撞后小球的速度发生了改变。
这是因为碰撞过程中部分动能被转化为内能,从而导致了速度的变化。
尽管如此,动量守恒定律仍然成立。
实验三:炮弹射击在最后一组实验中,我们模拟了一个炮弹射击的情景。
实验装置包括一个发射器和一个靶子。
我们使用了一个测力计来测量发射器在射击过程中所受到的力,并使用高速摄像机记录了炮弹的运动轨迹。
实验结果显示,炮弹在发射过程中受到的冲量与发射器所受到的冲量大小相等,方向相反。
这符合动量守恒定律中的冲量定理。
此外,我们还发现,炮弹在空中的运动轨迹可以通过动量守恒定律来解释和预测。
结论:通过以上实验,我们验证了动量守恒定律在不同情况下的应用。
无论是弹性碰撞、非弹性碰撞还是炮弹射击,动量守恒定律都能够准确地描述物体的运动。
这表明动量守恒定律在力学中的重要性和普适性。
动量守恒定律的应用不仅仅局限于实验室,它在日常生活中也有着广泛的应用。
动量守恒的实验
动量守恒的实验动量守恒是物理学中一个重要的理论原则,它指出在一个孤立系统中,动量的总量始终保持不变。
为了验证动量守恒的理论,我们可以进行以下实验。
实验设计:实验目的:验证动量守恒定律。
实验器材:弹性小球、平滑水平面、光栅、光电门、弹簧秤、直尺、计时器等。
实验步骤:1. 将光栅固定在一块水平面上,并将其放置在宽大于小球直径的平滑水平面上。
2. 将光电门安装在光栅边缘的两侧,确保小球通过光栅时能够被准确地检测到。
3. 将弹簧秤固定在水平面的一侧,使其与光电门对齐。
4. 选择一个合适的实验小球,并将其置于弹簧秤上。
5. 用直尺测量小球到光电门的距离,并记录下来作为初始距离。
6. 启动计时器,并轻轻拉开小球,使其沿着平滑水平面向光栅运动。
7. 当小球通过光电门时,记录经过的时间,并记录下来。
8. 重复以上步骤多次,取平均值以提高实验结果的准确性。
实验结果:根据实验数据,我们可以计算出小球通过光电门时的速度,进而计算出其动量。
利用动量守恒原理,我们可以比较初始状态下小球的动量与通过光栅后的动量是否相等,验证动量守恒定律是否成立。
讨论与结论:通过多次实验,并进行数据分析,我们得出以下结论:1. 在这个实验中,我们验证了动量守恒定律的有效性。
无论小球的初始速度大小如何,通过光栅后的动量总是等于初始动量。
2. 实验结果的准确性受到许多因素的影响,如光电门的精确度、计时器的准确性以及平滑水平面的平整程度等。
在实验过程中要注意这些因素,并尽量减小其对实验结果的影响。
3. 通过对实验数据的分析,我们还可以进一步研究动量守恒定律在不同条件下的适用性。
例如,可以改变水平面的倾角,观察小球通过光栅后的动量是否仍然守恒。
动量守恒定律在物理学中起着重要的作用,它不仅可以解释许多物理现象,还应用于工程设计和交通安全等领域。
通过实验验证动量守恒定律的有效性,有助于加深对物理学原理的理解,并为日常生活和科学研究提供参考依据。
结论:根据以上实验结果和讨论,我们可以得出结论:动量守恒定律在本实验中得到了有效的验证。
动量守恒和机械能守恒实验报告
动量守恒和机械能守恒实验报告实验一:动量守恒实验原理:动量守恒定律是指在没有外力的作用下,物体的动量守恒。
即当物体发生碰撞时,如果没有外力作用,则物体的总动量必定守恒,即初始动量等于末动量。
实验器材和仪器:空气轨道、气垫滑车、光电门、实验计算器、黑胶纸等。
实验步骤:1.将气垫滑车放置在轨道起点的轻轨上,并调节气垫滑车的气垫高度使其能顺利滑行。
2.测量气垫滑车的质量,并确定光电门的位置,并将光电门与实验计算器连接。
3.通过测量光电门的位置,求出气垫滑车的运动速度。
4.在气垫滑车与固定靶板相撞前,记录气垫滑车的运动速度。
7.根据相撞前的气垫滑车速度和质量计算出相撞前的动量。
8.比较相撞前后动量的大小,验证动量守恒定律。
实验数据:气垫滑车质量m1=60g相撞前气垫滑车速度v1=0.76m/s计算:相撞前动量p1=m1v1=45.6g·m/s相撞后气垫滑车动量p2= m1v2 =6g·m/s相撞后靶板动量p'=m2v'= 360g·m/s由动量守恒定律:p1=p2+p' [注:m2为靶板的质量,在计算中未知,下同]即: 45.6 = 6 + p'得出:p'=39.6g·m/s结论:本实验验证了动量守恒定律:在没有外力作用的情况下物体的总动量守恒,即初始动量等于末动量。
在实验中通过测量气垫滑车与固定靶板相撞前后的速度和动量,计算后发现相撞前后动量大小相等。
因此,验证了动量守恒定律的正确性。
目的:通过实验验证机械能守恒定律。
原理:机械能守恒定律是指,在没有外力和能量转换的情况下,系统的总机械能保持不变。
即初始机械能等于末机械能。
2.先用测力计测出气垫滑车在起点时的位置势能。
4.记录气垫滑车经过轨道中点时的运动速度和弹簧测力,因为气垫滑车会被弹簧测力计拉住一段距离。
5.分别记录气垫滑车在终点时的位置势能和速度动能。
6.根据实验数据和机械能守恒定律计算出机械能守恒的百分比。
力学实验验证动量守恒定律
力学实验验证动量守恒定律动量守恒定律是力学领域中的重要定律之一,它描述了一个封闭系统中的总动量是恒定不变的。
我们可以通过一系列的力学实验来验证这个定律。
实验一:弹球撞击在这个实验中,我们可以选择一个平滑的水平面和两个大小相同的弹性球。
首先,我们以一定速度将一个弹性球A沿水平面运动,并保持另一个球B静止。
当球A撞击到球B时,我们可以观察到球A会停下来,并且球B会开始以相同的速度进行运动。
根据动量守恒定律,如果我们将弹性球A和弹性球B视为一个封闭系统,那么撞击前后总动量应该保持恒定。
在这个实验中,球A的动量在撞击前是$m_av_a$,撞击后是$m_av_a$,而球B的动量在撞击前是0,在撞击后是$m_bv_b$。
因此,根据动量守恒定律的数学表达式,我们有$m_av_a + 0 = m_av_a + m_bv_b$。
由于球A和球B的质量和速度在实验中是一定的,根据实验结果,我们可以验证动量守恒定律的成立。
实验二:火箭发射在这个实验中,我们可以使用一个小型的水箭模型。
首先,我们在水箭上装满压缩空气。
当我们打开气阀时,空气会从箭头处射出,并且由反冲作用产生推动力。
我们可以观察到,当箭头喷出气体的速度越快,箭身向相反方向运动的速度越大。
根据动量守恒定律,当气体从箭头射出时,箭头和箭身构成了一个封闭系统。
在这个实验中,箭身的质量和速度在反冲作用前是0,在反冲作用后是$m_cv_c$;而箭头射出气体的质量在反冲作用前是$m_d$,在反冲作用后是0。
根据动量守恒定律的数学表达式,我们有$0 +m_dv_d = 0 + m_cv_c$。
通过观察箭身和箭头运动的速度,并知道箭身质量与箭头射出气体质量的比例,我们可以验证动量守恒定律的有效性。
实验三:碰撞车碰撞车实验是一种经典的力学实验,可以直观地演示动量守恒定律。
在这个实验中,我们可以使用两个金属车轮,每个车轮上都有一个金属球。
当一个金属球以一定的速度撞向另一个金属球时,我们可以观察到两个金属球会反弹,并且各自以相同的速度向相反方向运动。
动量守恒实验的技巧和结果分析
动量守恒实验的技巧和结果分析动量守恒实验是物理学中一项重要的实验之一,通过该实验可以验证动量守恒定律,深化对物体运动规律的理解。
本文将介绍动量守恒实验的技巧和结果分析。
一、实验目的动量守恒实验的目的是验证动量守恒定律,即系统内各个物体的动量之和在碰撞前后保持不变。
二、实验器材1. 动量守恒实验装置:包括两个水平轨道、光电门等;2. 小球:质量相同但速度不同的两枚小球。
三、实验步骤1. 将两个小球分别放在轨道上的起点,确保光电门检测到小球;2. 调整实验装置,使得两个小球相对静止;3. 通过轻推一枚小球,使其向另一枚小球运动;4. 观察碰撞过程,记录数据。
四、实验技巧1. 调整实验装置:要确保光电门能够准确地检测到小球,调整光电门的位置和角度,保持稳定性;2. 控制小球速度:为了验证动量守恒定律,可以通过给小球以相同的初速度,也可以通过给小球以不同的初速度,根据实验需求来确定;3. 多次实验:为了提高实验的准确性,可以进行多次实验并取平均值,减小因个别误差而对结果的影响。
五、实验结果分析1. 数据记录:记录小球碰撞前后的各自质量、速度等数据;2. 动量计算:根据动量的计算公式,计算小球碰撞前后的动量;3. 比较分析:比较碰撞前后的动量,验证动量守恒定律是否成立;4. 讨论误差:分析实验过程中可能存在的误差,并进行误差分析;5. 结果解释:根据实验结果,解释动量守恒定律的应用和意义。
通过以上实验步骤和技巧,我们可以进行动量守恒实验,并对实验结果进行分析。
实验结果的合理解释可以进一步加深对动量守恒定律的理解,同时也提供了实验数据和结果进行实验报告撰写时的参考。
动量守恒实验是物理学教学中常用的实验之一,通过实际操作和观察,能够帮助学生深入理解物体碰撞和运动的规律。
总结起来,动量守恒实验要注重实验步骤的操作技巧,准确记录和分析实验数据,以及对实验结果进行科学合理的解释。
这样能够全面理解动量守恒定律的实验依据和应用,同时提高实验报告的质量和科学性。
动量守恒实验的实施步骤与注意事项
动量守恒实验的实施步骤与注意事项动量守恒实验是物理实验教学中的经典实验之一,它通过观察碰撞后物体的运动状态,验证动量是否在碰撞过程中得到守恒。
本文将介绍动量守恒实验的实施步骤与注意事项。
一、实施步骤1. 实验器材准备进行动量守恒实验需要准备以下器材:- 空气轨道:用于使物体在无摩擦情况下运动。
- 平衡轨道:用于保持碰撞前后物体的平衡。
- 物体模型:可以是小球或者其他具有质量的物体。
- 弹簧装置:用于提供弹性碰撞。
2. 实验装置组装将实验器材按照实验要求进行组装,确保实验装置的稳定性和准确性。
将空气轨道放置水平稳定的实验台上,并调整为适当的高度,保证物体在轨道上的运动轨迹不受干扰。
3. 实验参数设置在进行动量守恒实验之前,需要预先设置实验参数,包括物体的质量、速度和碰撞角度等。
可以根据实验的目的和要求进行设定,确保实验结果准确可靠。
4. 实验数据记录开始实验前,需要准备好实验记录表格,并标明实验编号、实验日期和实验者姓名等相关信息。
在实验过程中,及时记录物体的运动状态和所观察到的现象。
5. 实验操作与观察将物体放置在空气轨道的起点,并给予一定的初速度。
观察和记录物体在空气轨道上的运动情况。
当物体碰撞到另一个物体或者到达轨道的终点时,观察碰撞后物体的运动状态、速度变化和碰撞过程中的能量变化等情况。
6. 数据分析与结论根据实验记录和观察到的现象,进行数据分析和结论的推理。
通过计算动量守恒的理论值与实际实验结果之间的误差,验证动量守恒定律的适用性。
二、注意事项1. 实验安全进行动量守恒实验时,需要注意实验室的安全事项。
确保实验器材的稳定性和可靠性,避免发生意外事故。
同时,遵循实验室的操作规范,正确使用实验器材和仪器。
2. 参数选择在设定实验参数时,需要根据实验目的和要求进行合理选择。
确保物体的质量、速度和碰撞角度等参数与实验的目标相符,以获得准确可靠的实验结果。
3. 实验环境控制在进行动量守恒实验时,需要控制实验环境的影响因素。
动量守恒实验原理
动量守恒实验原理一、实验原理动量守恒是指在一个封闭系统中,当没有外力作用时,系统中各个物体的动量总和保持不变。
动量的大小与物体的质量和速度有关,动量守恒可以用数学公式表示为:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2',其中m1、m2分别为物体1和物体2的质量,v1、v2为它们的初始速度,v1'、v2'为它们的最终速度。
二、实验装置为了验证动量守恒原理,我们可以利用一台动量守恒实验装置。
该装置由一根水平轴支撑着的旋转臂组成,旋转臂上分别固定着两个质量相同的小车。
小车上装有弹簧,可以将两个小车连接起来。
实验中,我们可以给一个小车施加一个初速度,然后观察两个小车的碰撞过程,通过测量两个小车的速度变化,来验证动量守恒原理。
三、实验结果在实验中,我们可以通过记录两个小车的质量和速度,来计算它们的动量,并验证动量守恒原理。
下面是一个实验结果的例子:假设小车1的质量为m1=0.5kg,初始速度为v1=1m/s;小车2的质量为m2=0.5kg,初始速度为v2=0m/s。
当小车1和小车2发生碰撞后,小车1的速度变为v1'=0m/s,小车2的速度变为v2'=1m/s。
根据动量守恒原理,我们可以得到m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2',代入具体数值计算得到:0.5kg * 1m/s + 0.5kg * 0m/s = 0.5kg * 0m/s + 0.5kg * 1m/s,左右两边的结果相等,验证了动量守恒原理。
通过多次实验可以发现,无论初始速度如何变化,只要没有外力作用,两个小车碰撞后的速度之和始终保持不变。
这与动量守恒原理是一致的。
动量守恒实验通过观察和测量物体的动量变化,验证了动量守恒原理的正确性。
实验装置的设计和实验结果的分析都有助于我们更好地理解和应用动量守恒原理。
动量守恒原理在物理学中具有重要的意义,不仅可以用于解释各种物理现象,还被广泛应用于工程和科学研究中。
动量守恒定律的实验验证
动量守恒定律的实验验证动量守恒定律是物理学中的一个基本定律,它描述了相互作用系统中的动量的守恒。
通过进行实验验证可以进一步确认这一定律的准确性和适用范围。
本文将就动量守恒定律的实验验证进行探讨。
实验一:碰撞实验在物理实验中,碰撞实验是验证动量守恒定律的常见方法之一。
我们可以通过利用弹性碰撞和完全非弹性碰撞这两种不同类型的碰撞来进行验证。
在弹性碰撞实验中,我们可以设定两个物体的初速度和质量,并观察它们碰撞后的速度变化。
根据动量守恒定律,碰撞前后系统的总动量应该保持不变。
我们可以使用动量守恒定律的数学表达式来计算和比较碰撞前后的动量总和。
在非弹性碰撞实验中,我们可以使用两个粘在一起的物体作为实验样本,使其发生碰撞后,观察它们的速度变化情况。
同样地,根据动量守恒定律,碰撞前后系统的总动量应该保持不变。
通过实验数据的比对,可以验证动量守恒定律的准确性。
实验二:炮弹射击实验炮弹射击实验是另一种验证动量守恒定律的方法。
通过设计一个简单的弹射装置,可以实现炮弹的射击,并观察射击前后系统的动量变化。
在这个实验中,我们可以先测量炮弹的质量,并设定初始速度和角度。
通过追踪炮弹的飞行轨迹和测量射击后的速度和角度,我们可以计算和比较射击前后系统的总动量。
实验三:橡皮球反弹实验橡皮球反弹实验是验证动量守恒定律的另一个常见方法。
在这个实验中,我们可以将橡皮球从一定高度自由下落,并观察当橡皮球碰撞地面后的反弹高度。
根据动量守恒定律,橡皮球下落前的动能应该转化为反弹后的动能,而动量守恒定律则可以用来计算这一转化过程中的动量变化。
通过测量橡皮球的下落高度和反弹高度,我们可以验证动量守恒定律在这个实验中的适用性。
通过以上实验的验证,我们可以得出结论:动量守恒定律在碰撞实验、炮弹射击实验和橡皮球反弹实验中都得到了验证。
这证明了动量守恒定律在不同实验条件下的有效性和准确性。
总结:通过碰撞实验、炮弹射击实验和橡皮球反弹实验的验证,我们可以得出结论:动量守恒定律适用于不同类型的相互作用系统中,无论是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
动量守恒实验1.某物理兴趣小组利用如图1所示的装置进行实验.在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门,水平平台上A点右侧摩擦很小可忽略不计,左侧为粗糙水平面,当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下:①在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片;②用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量m a、m b;③在a和b间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻弹簧,静止放置在平台上;④细线烧断后,a、b瞬间被弹开,向相反方向运动;⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t;⑥滑块a最终停在C点(图中未画出),用刻度尺测出AC之间的距离S a;⑦小球b从平台边缘飞出后,落在水平地面的B点,用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离S b;⑧改变弹簧压缩量,进行多次测量.(1)该实验要验证“动量守恒定律”,则只需验证______ = ______ 即可.(用上述实验数据字母表示)(2)改变弹簧压缩量,多次测量后,该实验小组得到S a与的关系图象如图2所示,图线的斜率为k,则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为______ .(用上述实验数据字母表示)2.如图,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量______(填选项前的序号)来间接地解决这个问题A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后,把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.椐图可得两小球质量的关系为______ ,接下来要完成的必要步骤是______ (填选项的符号)A.用天平测量两个小球的质量m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度hD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM,ON③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______ 用②中测量的量表示)若碰撞是弹性碰撞.那么还应满足的表达式为______ (用②中测量的量表示).3.如图所示,气垫导轨是常用的一种实验仪器。
它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。
我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨以及滑块A、B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:(a)用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B。
(b)调整气垫导轨,使导轨处于水平。
(c)在滑块A、滑块B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。
(d)用刻度尺测出滑块A的左端至板C的距离L1。
(e)按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。
当滑块A、B分别碰撞挡板C、D时停止计时,计下滑块A、B分别到达挡板C、D 的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量的物理量是______。
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______,由此公式算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是______。
(3)利用上述实验数据还能测出被压缩弹簧的弹性势能,请写出表达式______。
4.某同学用如图甲所示的装置验证碰撞中的动量守恒,并测滑块与桌面间的动摩擦因数。
一根长为L的轻质细线一端拴住质量为m的小钢球,细线的另一端固定在悬点O,在O点正下方的水平桌面上放一质量为M(M>m)的小滑块,滑块上固定一宽度为d(很小)的轻质遮光片。
滑块左侧的水平桌面上固定两光电门A、B.其中光电门A右侧的桌面光滑,左侧的桌面粗糙。
光电门有两种计时功能,既可以记录遮光片到达两光电门的时间差t,又可以记录遮光片分别在两光电门处的遮光时间△tA和△tB。
(1)将小球向右拉至细线水平后静止释放,小球在最低点与滑块碰撞后反弹上升,测出细线的最大偏角为θ,滑块通过光电门A时遮光时间为△tA,已知重力加速度为g.则验证小球与滑块在碰撞过程中动量守恒的表达式为______(用字母M、m、L、d、θ、△tA、g表示)。
(2)将光电门A固定,调节光电门B的位置,重复(1)中的实验步骤,记录各次实验中的t值,并测量A、B两光电门的间距s,作出图象如图乙所示。
取重力加速度g=9.8m/s2,则滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ=______(结果保留两位有效数字)。
5.如图甲所示,在验证动量守恒定律实验时,小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动。
然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续匀速运动,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。
(1)若获得纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上).A为运动起始的第一点,则应选______段来计算A的碰前速度,应选______段来计算A和B 碰后的共同速度(填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车A的质量m1=0.30kg,小车B的质量为m1=0.20kg,由以上测量结果可得碰前系统总动量为______kg•m/s,碰后系统总动量为______kg•m/s.(结果保留四位有效数字)(3)实验结论:______。
6.在“探究碰撞中的不变量”实验中常会用到气垫导轨,导轨与滑块之间形成空气垫,使滑块在导轨上运动时几乎没有摩擦。
现在有滑块A、B和带竖直挡板C、D 的气垫导轨,用它们探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)。
采用的实验步骤如下:a.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B;b.调整气垫导轨使之水平;c.在A、B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;d.用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L1;e.按下电钮放开卡销,同时开始计时,当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时结束计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量的物理量及其符号是______。
(2)若取A滑块的运动方向为正方向,则放开卡销前,A、B两滑块质量与速度乘积之和为______;A、B两滑块与弹簧分离后,质量与速度乘积之和为______。
若这两个和相等,则表示探究到了“碰撞中的不变量”。
(3)实际实验中,弹簧作用前后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等,可能产生误差的原因有______。
A.气垫导轨不完全水平B.滑块A、B的质量不完全相等C.滑块与导轨间的摩擦力不真正为零D.质量、距离、时间等数据的测量有误差7.小刚同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:(1)下面是实验的主要步骤:①把长木板放置在水平桌面上,其中一端用薄木片垫高;②把打点计时器固定在长木板的一端;③将纸带穿过打点计时器并固定在小车A的一端;④把小车A的前端固定橡皮泥,让小车B静止的放置在木板上;⑤先______,再______,接着与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体继续运动;(以上两空填写后续描述中的字母符号:a.推动小车A使之运动,b.接通电源)⑥关闭电源,取下纸带,换上新纸带,重复步骤③④⑤,选出较理想的纸带如图乙所示;⑦用天平测得小车A的质量为m1=0.4kg,小车B的质量为m2=0.2kg.(2)在上述实验步骤中,还需完善的步骤是______(填写步骤序号并完善该步骤)(3)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上).A为运动的起点,则应选______段来计算A碰前的速度.应选______段来计算A和B碰后的共同速度;(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)(4)根据以上实验数据计算,碰前两小车的总动量为______ kg•m/s,碰后两小车的总动量为______ kg•m/s.(以上两空结果保留三位有效数字)(5)试说明(4)问中两结果不完全相等的主要原因是______.8.某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图1所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为60Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.(1)若已得到打点纸带如图2所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选______ 段来计算A的碰前速度,应选______ 段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”).(2)已测得小车A的质量m1=0.80kg,小车B的质量m2=0.40kg,由以上测量结果可得:碰前m A v A+m B v B= ______ kg•m/s;碰后m A v A+m B v B= ______ kg•m/s.(计算结果保留三位有效数字)9.某同学设计了一个用打点计时器研究动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止的前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如(a)图所示,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力.(1)若已测得打点纸带如(b)图所示,并测得各计数点间距(已标在图示上),A为运动的起点,则应选______ 段来计算A碰前速度,应选______ 段来计算A 和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”“DE”).(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前总动量P0= ______ kg•m/s,碰后总动量P= ______ kg•m/s.(结果保留三位有效数字)。