1.用頻閃攝影和氣墊導軌做“探索碰撞中的不變量”實驗,步驟如下:
①用天平測得滑塊的質量分別為200克和300克;
②安裝氣墊導軌,調節氣墊導軌的調節旋鈕,使導軌水平;
(3)向氣墊導軌中通入壓縮空氣;
(4)將兩個滑塊放在導軌上,給它們壹個初速度,同時開始閃光攝影,閃光時間間隔設置為,照片如下所示:
結合實驗過程和圖像分析:
圖像是在四次閃光後拍攝的,在這四次閃光的瞬間,兩個滑塊都在0~80cm的刻度範圍內。第壹次閃爍時,滑塊A剛過去,滑塊B剛過去;壹個物體在碰撞後處於靜止狀態。設右方向為正方向,試分析:滑塊碰撞時間發生在第壹次閃光_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _之後。
2.壹個實驗小組使用氣墊導軌來驗證滑塊在碰撞過程中的動量守恒。實驗裝置如圖所示。
1.實驗前,調節氣墊導軌底部的調節旋鈕,使導軌_ _ _ _ _ _ _ _ _ _;充氣後,當滑塊能在導軌上_ _ _ _ _ _ _ _ _移動時,說明氣墊導軌已調整好。
2.實驗中,首先滑塊1將輕彈簧壓在導軌左端的彈射架上,然後釋放滑塊1。通過光電門1後,滑塊1用固定在左側的彈簧片與滑塊2碰撞,然後滑塊1和滑塊2依次通過光電門2,兩個滑塊依次制動;實驗中需要測量滑塊1的質量M1(包括擋光板)、滑塊2的質量m2(包括彈簧片和擋光板)、滑塊1通過光電門1的擋光時間T1、通過光電門2的擋光時間t2、_ _ _ _
3.如果_ _ _ _ _ _ _ _這個表達式成立,說明滑塊1和2的動量在碰撞過程中是守恒的。(用物理量的符號表示)
3.圖中所示的裝置用於驗證動量守恒定律。質量為mA的鋼球A用細鐵絲掛在O點上,質量為mB的鋼球B放在離地高度為h的小柱子N上。O點到A球中心的距離為L,這樣吊線是直的,與垂直方向的夾角為β。釋放後,A球剛好和B球在最低點發生碰撞。碰撞後,球A將原本在垂直方向靜止不動的燈光指示器OC推至與垂直方向成α角,球落地。地上鋪了壹張覆蓋著復寫紙的白紙,β角不變。以上實驗重復多次,在白紙上記錄多個球B的落點,然後測量球B的水平位移S,局部重力加速度為g .
1.兩個鋼球A和B的碰撞近似視為彈性碰撞,所以球A的質量_ _ _ _ _ _ _ _ _球B的質量(可選“大於”、“小於”或“等於”),為了處理白紙上多個球B落點的數據,進而確定落點的平均位置,需要的設備不僅僅是秤。
2.用問題中給出的物理量的字母表示,A球在碰撞前壹瞬間的動量,A球在碰撞後壹瞬間的動量,B球在碰撞後壹瞬間的動量。
4.如圖,在“驗證動量守恒定律”實驗中,在氣墊導軌上放置壹個帶有遮光板的滑塊,遮光板的寬度相同,測得的質量分別為和。實驗中,光簧通過用細鐵絲將兩個滑塊拉得很近來壓縮兩個滑塊,然後燃燒細鐵絲,光簧將兩個滑塊彈開,通過光電門的時間測量如下。
(1)圖為學生A和B用螺旋千分尺測量遮光板寬度時得到的不同場景。從圖中我們可以看到,學生A測得的指標是_ _ _ _ _ _ _ _ mm,學生B測得的指標是_ _ _ _ _ _ _ _ mm。
(2)動量守恒用測得的物理量表示,應滿足的關系是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
5.如圖A,在驗證動量守恒定律的實驗中,汽車前端粘上橡皮泥推動汽車使其勻速運動。然後和前面原本靜止的車碰撞粘成壹個整體,繼續勻速運動。車後接壹根紙帶,電磁打點計時器的工頻為,長板右端下墊壹小塊木頭,以平衡摩擦力。
1.如果紙帶如圖B所示,測量每個計數點的間距(標在圖上)。如果是運動開始的第壹個點,則應選擇_ _ _ _ _ _ _ _計算碰撞前的速度,選擇_ _ _ _ _ _ _ _計算與碰撞後相同的速度(填寫“或”或“或”)。
2.車的質量已經測出來了,車的質量是。根據以上測量結果,碰撞前系統的總動量為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(結果保留四位有效數字)
3.實驗結論:_ _ _ _ _ _ _ _。
6.結合圖A所示的裝置和頻閃相機拍攝的照片,驗證了動量守恒定律。實驗步驟如下:
①用天平測量兩個球A和B的質量mA和mB;
(2)安裝實驗裝置,使溜槽末端所在平面保持水平;
③先不要把球B放在滑道末端,讓球A在靜止狀態下從滑道上的位置P釋放出來。球A離開滑槽後,頻閃相機連續拍攝球A的兩個位置(如圖B);
(4)將球B放在滑槽的末端,讓球A靜止不動地從位置P釋放出來,使它們碰撞,頻閃相機連續拍攝兩個球的位置(如圖C);
⑤測量所需的物理量。請回答:
1.實驗①中,A和B兩個球的質量要滿足_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
2.在步驟⑤中,照片中需要直接測量的物理量有_ _ _ _ _ _ _ _(可選“x0,y0,xA,yA,xB,Yb”)。3.如果兩個球在碰撞過程中動量守恒,方程是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
7.壹個物理興趣小組用圖A所示的裝置驗證動量守恒定律,測量平臺上A點與滑塊A之間的動摩擦系數,在壹個足夠大的水平平臺上的A點放置壹個光電門,右邊是光滑的水平面,左邊是粗糙的水平面,局部重力加速度為g,采用的實驗步驟如下:
A .在小滑塊A上固定寬度為d的窄擋光片;
B .用天平分別測量小滑塊A(包括擋光片)和小球B的質量;
c、用細鐵絲將A、B連接起來,夾住壓縮的輕而短的彈簧,擱在平臺上;
d、細線燒焦後,瞬間被彈開,反方向移動;e、記錄滑塊A通過光電門時擋光板的遮擋時間;
F.滑塊A最終停在C點(圖中未示出),用刻度尺測量兩者之間的距離;
G.球B從平臺邊緣飛出後,落在水平地面的B點上,用刻度尺測量平臺與水平地面之間的高度h和平臺邊緣垂直線與B點之間的水平距離;
H.改變彈簧壓縮量,並進行多次測量。
1.用螺旋千分尺測量擋光板的寬度,如圖B所示,擋光板的寬度為_ _ _ _ _ _ _ _ _ mm
2.在這個實驗中驗證動量守恒定律,只需要驗證彈開後的動量相等,即A的動量等於B _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的動量;(用上述實驗中涉及的物理量的字母表示)
3.改變彈簧壓縮量,經過多次測量,興趣小組得到的距離與的關系圖像如圖C所示,圖像的斜率為k, 所以平臺上A點的左側與滑塊A之間的動摩擦系數為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
8.如圖A所示,動量守恒定律可以用“碰撞測試儀”來驗證,即可以研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前後的動量關系。先安裝好實驗裝置,在地上鋪壹張白紙,在白紙上鋪上復寫紙,記下粗豎線表示的位置o。接下來的實驗步驟如下:
步驟1:不要釋放小球2,讓小球1從滑道上的A點從其余部分滾下,落到地面。重復多次,用盡可能小的圓,把球的落點都圈在裏面,其圓心就是球落點的平均位置;
第二步:將小球2放在滑槽前端的邊緣位置B,讓小球1從靜止點A滾下,使它們碰撞。重復多次,用與步驟1相同的方法,標出兩個球碰撞後的平均位置;
第三步:用刻度尺測量平均位置到O點的距離,即線段的長度。
(1)以上實驗中,除了測量線段的長度,需要測量的物理量有_ _ _ _ _。
A.兩點之間的高度差
b . b點離地面的高度
C.球1和球2的質量
D.球1和球2的半徑r
(2)當被測物理量滿足_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _時
(3)完成上述實驗後,壹個實驗小組對裝置進行了修改,如圖2所示。在水平槽的末端與水平地面之間放置壹個斜面,斜面的頂點與水平槽同高並無縫連接,使球1仍然從滑槽上的A點滾下,重復實驗步驟1和2的操作,得到兩個球在斜面上的平均落點。斜面的頂點用刻度尺測量到三個點。