Page 17 - 高中物理小题狂做·选择性必修第一册·RJ

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第一章 动量守恒定律

限时小练4 实验: 验证动量守恒定律

建议用时: 25 分钟 答案 P20

新课标要求

1. 明确实验探究碰撞中的不变量的基本思路.

2. 探究一维碰撞中的不变量.

解答题
1. 某同学利用光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验, 气垫导轨装置如图所示. 下面是实验

的主要步骤:

①用游标卡尺测量遮光条的宽度d=3.0mm ;
②安装好气垫导轨, 调节气垫导轨底座螺母, 观察导轨上的气泡仪, 使气垫导轨水平;
③向气垫导轨通入压缩空气;

④把滑块2放在气垫导轨上的光电门之间, 然后让滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮筋;

⑤释放滑块1 , 滑块1通过光电门1的时间为0.012s ;

⑥滑块1与静止的滑块2碰撞后粘在一起, 通过光电门2的时间为0.020s ;

⑦用天平测得滑块1的质量为310g , 滑块2 ( 包括橡皮泥) 的质量为200g .

( 1 ) 计算可知, 两滑块相互作用之前系统的总动量 k g · m / s , 两滑块相互作用以后系统

的总动量为 k g · m / s ( 结果保留2位有效数字) .

( 2 ) 根据该实验可以得到的结论是 .
2. 气垫导轨是一种常用的实验仪器, 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 和D 的气垫导轨和滑

块A 和B 验证动量守恒定律, 实验装置如图所示. 采用的实验步骤如下:
a. 松开手的同时, 记录滑块A 、 B 运动时间的计时器开始工作, 当 A 、 B 滑块

分别碰到C 、 D 挡板时计时器结束计时, 分别记下 A 、 B 到达C 、 D 的运动时

和 t 2.
间 t 1

b. 在A 、 B 间水平放入一个轻弹簧, 用手压住A 、 B 使弹簧压缩, 放置在气垫导轨上, 并让它静止
在某个位置.

c. 给导轨送气, 调整气垫导轨, 使导轨处于水平.

d. 用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离 l 1 B 的右端至D 板的距离 l 2.
,

( 1 ) 实验步骤的正确顺序是 .

( 2 ) 实验中还需要的测量仪器是 , 还需要测量的物理量是 .
( 3 ) 利用上述测量的实验数据, 验证动量守恒定律的表达式是 .

, 拍摄共进行了四次, 第一次是在两滑块相

3. 如图所示, 已知A 、 B 两滑块的质量关系为m B=1.5m A
撞之前, 以后的三次是在碰撞之后.A 滑块原来处于静止状态, 设 A 、 B 滑块在拍摄闪光照片的这

段时间内是在10cm 至105cm 这段范围内运动的( 以滑块上的箭头位置为准), 试根据闪光照片