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1、图实图实7 71 1三、三、实验实验器材器材斜槽、大小相等斜槽、大小相等质质量不同的小球两个、重垂量不同的小球两个、重垂线线一条、一条、白白纸纸、复写、复写纸纸、天平、刻度尺、天平、刻度尺、圆规圆规、三角板。、三角板。四、四、实验实验步步骤骤(1)用天平用天平测测出两个小球的出两个小球的质质量量m1、m2。选质选质量大的作量大的作为为入射小球。入射小球。(2)按按图实图实72所示安装好所示安装好实验实验装置，使斜槽的末端装置，使斜槽的末端点切点切线线水平。水平。图实图实7 72 2(3)在地上在地上铺铺一一张张白白纸纸，白，白纸纸上上铺铺放复写放复写纸纸，当小球落在，当小球落在 复写复写纸纸上
2、上时时，便在白，便在白纸纸上留下了小球落地的痕迹。上留下了小球落地的痕迹。(4)在白在白纸纸上上记记下重垂下重垂线线所指的位置所指的位置O。(5)先不放上被碰小球，先不放上被碰小球，让让入射小球从斜槽上同一高度入射小球从斜槽上同一高度滚滚 下，重复下，重复10次。用尽可能小的次。用尽可能小的圆圆把所有的小球落点圈把所有的小球落点圈 在里面，在里面，圆圆心心P就是小球落点的平均位置。就是小球落点的平均位置。五、注意事五、注意事项项(1)本本实验实验中两个小球中两个小球质质量不同，一定将量不同，一定将质质量大的作入射小球，量大的作入射小球，质质量小的作被碰小球，如果用量小的作被碰小球，如果用质质量
3、小的与量小的与质质量大的相碰，量大的相碰，则质则质量小的球可能反量小的球可能反弹弹，这样这样就不能准确就不能准确测测定入射小球碰定入射小球碰 后的速度。后的速度。(2)该实验该实验要确保斜槽末端水平。要确保斜槽末端水平。检验检验是否水平的方法是：将是否水平的方法是：将 小球小球轻轻轻轻放在斜槽末端的水平部分的任一位置，若小球均放在斜槽末端的水平部分的任一位置，若小球均 能保持静止，能保持静止，则则表明斜槽末端已水平。表明斜槽末端已水平。(3)保保证证入射小球每次必入射小球每次必须须从斜槽从斜槽轨轨道同一位置由静止道同一位置由静止释释放，放，且尽可能的且尽可能的让让小球的小球的释释放点高些。放点
4、高些。(4)实验过实验过程中要确保程中要确保实验实验桌、斜槽及白桌、斜槽及白纸纸的位置始的位置始终终不不变变。(5)在在计计算算时时一定要注意一定要注意m1、m2和和OP、OM、ON的的对应对应关系。关系。六、六、误误差分析差分析 实验实验中中发现发现碰撞后系碰撞后系统统(m1、m2)水平方向的水平方向的总动总动量小于量小于碰撞前系碰撞前系统统水平方向的水平方向的总动总动量，量，误误差主要来源于：差主要来源于：(1)难难做到准确的正碰，做到准确的正碰，则误则误差差较较大；斜槽末端若不水平，大；斜槽末端若不水平，则则 得不到准确的平抛运得不到准确的平抛运动动而造成而造成误误差。差。(2)O、P、
5、M、N各点定位不准确，各点定位不准确，测测量和作量和作图图有偏差。有偏差。七、七、实验实验改改进进1改改进进方案方案(1)实验实验器材：气器材：气垫导轨垫导轨，光，光电计时电计时器，两器，两辆辆已知已知质质量相同的量相同的 小小车车，弹弹簧，簧，细线细线，砝，砝码码，双面胶。，双面胶。(2)实验实验步步骤骤：调调整整导轨导轨使之使之处处于水平状于水平状态态，并使光，并使光电计时电计时器系器系统统正常正常工作。工作。导轨导轨上一小上一小车车静止，用另一小静止，用另一小车车与其碰撞，与其碰撞，观观察两小察两小车车的速度的速度变变化。化。如如图实图实73所示，将两小所示，将两小车车用用压缩压缩的的弹
6、弹簧簧连连接在一起接在一起烧烧 断断细线细线，观观察两小察两小车车的运的运动动速度。速度。图实图实73在一小在一小车车上上贴贴上双面胶，用另一小上双面胶，用另一小车车碰撞它，使两小碰撞它，使两小车车随后粘在一起运随后粘在一起运动动。观观察小察小车车碰撞前、后速度的碰撞前、后速度的变变化。化。改改变变其中某一小其中某一小车车的的质质量，重复以上步量，重复以上步骤骤。对对两小两小车组车组成的系成的系统统，分析以上几种情况下碰撞前后系，分析以上几种情况下碰撞前后系统动统动量是否保持不量是否保持不变变。2实验评实验评价价 改改进进后能后能进进一步减小一步减小实验误实验误差，且能差，且能够验证够验证不同
7、运不同运动动状状态态 下的碰撞下的碰撞规规律，但律，但对实验对实验器材的要求器材的要求较较高，普及高，普及难难度度较较 大。大。例例1 某同学用某同学用图实图实74甲所示装置通甲所示装置通过过半径相同的半径相同的A、B两球的碰撞来两球的碰撞来验证动验证动量守恒定律。量守恒定律。图图中中PQ是斜槽，是斜槽，QR为为水平槽。水平槽。实验时实验时先使先使A球从斜槽上某一固定位置球从斜槽上某一固定位置G由静由静止开始止开始滚滚下，落到位于水平地面的下，落到位于水平地面的记录纸记录纸上，留下痕迹。上，留下痕迹。重复上述操作重复上述操作10次，得到次，得到10个落点痕迹。个落点痕迹。再把再把B球放在水平槽
8、上靠近槽末端的地方，球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让让A球仍从位置球仍从位置G由静止开始由静止开始滚滚下，和下，和B球碰撞后，球碰撞后，A、B球分球分别别在在记录纸记录纸上留下各自的落点痕迹，重复上留下各自的落点痕迹，重复这这种操作种操作10次。次。图实图实74甲中甲中O点是水平槽末端点是水平槽末端R在在记录纸记录纸上的垂直投影点。上的垂直投影点。B球落球落点痕迹如点痕迹如图实图实74乙所示，其中米尺水平放置，且平行乙所示，其中米尺水平放置，且平行于于G、R、O所在的平面，米尺的零点与所在的平面，米尺的零点与O点点对齐对齐。图实图实74(1)碰撞后碰撞后B球的水平射程球的水平射程应应取取为为
9、_cm。(2)在以下在以下选项选项中，哪些是本次中，哪些是本次实验实验必必须进须进行的行的测测量？量？_。(填填选项选项号号)A水平槽上未放水平槽上未放B球球时时，测测量量A球落点位置到球落点位置到O点的距离点的距离B.A球与球与B球碰撞后，球碰撞后，测测量量A球落点位置到球落点位置到O点的距离点的距离C测测量量A球或球或B球的直径球的直径D测测量量A球与球与B球的球的质质量量(或两球或两球质质量之比量之比)E测测量量G点相点相对对于水平槽面的高度于水平槽面的高度解析解析(1)用最小的用最小的圆圆将所有点圈在里面，将所有点圈在里面，圆圆心位置即心位置即为为落点落点平均位置，找准平均位置，平均位
10、置，找准平均位置，读读数数时应时应在刻度尺的最小刻度后面在刻度尺的最小刻度后面再估再估读读一位。一位。读读数数为为64.7 cm。(2)以平抛以平抛时间为时间单时间为时间单位，位，则则平抛的水平距离在数平抛的水平距离在数值值上等于平上等于平抛初速度。抛初速度。设设A未碰未碰B，平抛水平位移，平抛水平位移为为sA；A、B相碰后，相碰后，A、B两球的水平位移分两球的水平位移分别为别为sA、sB，A、B质质量分量分别为别为 mA、mB，则则碰前碰前A的的动动量可写成量可写成 mAsA，碰后，碰后A、B总动总动量量为为 mAsAmBsB，要，要验证动验证动量是否守恒，即量是否守恒，即验证验证以上两以上
11、两动动量是否相等，所以量是否相等，所以该该实验应测实验应测量的物理量有量的物理量有 mA、mB、sA、sA、sB。答案答案(1)64.7(从从64.2 cm到到 65.2 cm的范的范围围内都正确内都正确)(2)ABD例例2某同学某同学设计设计了一个用打点了一个用打点计时计时器器验证动验证动量守恒定律量守恒定律的的实验实验：在小：在小车车A的前端粘有橡皮泥，推的前端粘有橡皮泥，推动动小小车车A使之做匀使之做匀速运速运动动，然后与原来静止在前方的小，然后与原来静止在前方的小车车B相碰并粘合成一体，相碰并粘合成一体，继续继续做匀速运做匀速运动动，他，他设计设计的具体装置如的具体装置如图实图实75甲
12、所示，甲所示，在小在小车车A后后连连着着纸带纸带，电电磁打点磁打点计时计时器器电电源源频频率率为为50 Hz，长长木板右端下面木板右端下面垫垫放小木片用以平衡摩擦力。放小木片用以平衡摩擦力。图实图实75(1)若已若已测测得打点得打点纸带纸带如如图实图实75乙所示，并乙所示，并测测得各得各计计数数点点间间距距(已已标标在在图图上上)，A为为运运动动起始的第一点，起始的第一点，则应选则应选_段来段来计计算算A的碰前速度，的碰前速度，应选应选_段来段来计计算算A和和B碰后的共同速度碰后的共同速度(以上两空填以上两空填“AB”或或“BC”或或“DC”或或“DE”)。(2)已已测测得小得小车车A的的质质量量m10.40 kg，小，小车车B的的质质量量m20.20 kg。由以上。由以上测测量量结结果可得碰前果可得碰前总动总动量量为为_kgm/s；碰后；碰后总动总动量量为为_kgm/s。答案答案(1)BCDE(2)0.4200.417