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《2017-2018学年高中物理第1章动量守恒研究2动量守恒定律（1）学案鲁科版选修3-5》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第2节(1)实验：探究动量是否守恒实验目的：探究物体碰撞前后两物体组成的系统总动量的关系.实验器材：气垫导轨、滑块(3块)、弹片、天平、光电门、数字毫秒计.实验过程：实验一：实验装置如图1所示，用天平称出两质量相等的滑块，装上相同的挡光板，放在气垫导轨的屮部•两滑块靠在一起，用细线拴住后屮间压入弹片，处于静止状态.烧断细线,两滑块被弹开并朝相反的方向通过光电门，记录挡光板通过光电门的时间，由宀总计算滑块的速度，求出两滑块的总动量p=mvi—niv2.计算P的值，并与分开前的总动量比较得出结论.实验二：增加其中一个滑块的质量，使其质量是另一侧的2倍，重复实验一的操作，求出两侧
2、滑块的总动量p=inv—2mv2.计算卩的值，并与分开前的总动量比较，得出结论.实验三：把气垫导轨的一半覆盖上牛皮纸，并用胶带固定后，用两块质量相等的滑块，重复实验一的操作，求出两滑块的总动量p—mvx—mvi.汁算P的值，并与分开前的总动量比较，得出结论.结论：(1)在光滑气垫导轨上无论两滑块质量是否相等，它们被弹开前的总动蚩为零，弹开后的总动量也为零.(2)两滑块构成的系统受到牛皮纸的摩擦力(外力)后，两滑块相互作用后的总动量不为零，即碰撞前后的总动量发生了变化.温馨提示要探究两物体碰撞前后总动量是否守恒，需要测出相互作用前两物体的总动量和相互作用后两物体的总动量.要
3、测动量，需要测出两个物体的质量，质量可以利用天平测量，还要测出相互作用前后两物体运动的速度，速度可以在气垫导轨上利用光电门和数字毫秒计计时测塑.【例1】现利用图2(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图2(a)中，气垫导轨上有力、B两个滑块，滑块畀右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块〃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.V垫导轨实验测得滑块昇的质量勿=0.310kg,滑块〃的质量皿=0.108kg,遮光片的宽度41.00cm；打点计时器所用交流电的频率f=50.0Hz.将光电门固是在滑块E的
4、右侧，启动打点计时器,给滑块月一向右的初速度,使它与〃相碰•碰后光电计时器显示的时间为八场=3.500ms,碰撞前后打出的纸带如图2(b)所示.若实验允许的相对误差绝对值(
5、碰撞霭鬻畫之差1X100%)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.答案见解析解析滑块运动的瞬时速度大小卩为式中As为滑块在时间△f内走过的路程.设纸带上打出相邻两点的吋I'可I'可隔为T,则1―T=-=Q.02s②设在月碰撞前后瞬时速度大小分别为％、刃，则由图给实验数据代入①式可得:V]~■m/s=0.970m/s④设〃在碰撞后的速度大小为妁，由①式有代入题中所给的数据可得
6、：敗=2.86m/s⑥设两滑块在碰撞前后的动量分别为P和//，则p=nh旳⑦p'=llhVi+//hV2®两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为片=""
7、X100%⑨P联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，可得：5,=1・7%<5%@因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律.【例2]某同学利用气垫导轨探究两物体作用前后动量是否守恒，气垫导轨装置如图3所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成.图3（1）下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③接通光电计时器；④把滑块2静止放在气垫导轨的屮间
8、；⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2,两滑块通过光电门后依次被制动；⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门1的挡光时间A5=10.01ms,通过光电门2的挡光时间△力=49.99ms,滑块2通过光电门2的挡光时间△九=&35ms；⑧测出挡光片的宽度d=5nmi,测得滑块1（包括撞针）的质量为创=300g,滑块2（包括弹簧）质量为/〃2=200g；（2）数据处理与实验结论：①实验中气垫导轨的作用是：A.,B.②碰撞前滑块1的速度旳为m/s；碰撞后滑块1的速度旳
9、为m/s；滑块2的速度必为m/s；（结果保留两位有效数字）③在误差允许的范围内，通过本实验，同学们能否得出两物体相互作用前后总动量是守恒的？答案（2）①A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差B.保证两个滑块的碰撞是一维的②0.500.100.60③能解析(2)①九大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.B.保证两个滑块的碰撞是一维的.②滑块1碰撞之前的速度d5X107,,k,=a^=io.oixio-3m/s=0-50m/s；滑块1碰撞之后的速度d5X10-3,,K2=a1；=-49.99XW3m/
