(1)“验证动量守恒定律”的实验中,入射小球m1=15g,原来静止的被碰小球m2=10g,由实验测得它们在碰撞前后的x-

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  • 解题思路:(1)由图可知,两球在0.2s时相撞,然后根据位移时间图线得出两球碰撞前后的速度,根据P=mv求出碰撞前后的总动量,通过碰撞前后的总动量是否相等判断碰撞过程中动量是否守恒.

    (2)(3)使用打点计时器时,先接通电源后释放纸带,这样可以充分利用纸带,在纸带上打尽量多的点;

    (4)(5)使本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞,用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度,计算前后的动量,在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证.

    (1)由图象得,入射小球的初速度为:v1=

    0.2m

    0.2s=1m/s

    碰后的速度:

    v′1=

    (0.3−0.2)m

    0.2s=0.5m/s,

    被碰小球碰后速度:

    v′2=

    (0.35−0.2)m

    0.2s=0.75m/s.

    则碰前系统的总动量:p=m1v1=0.015 kg•m/s

    入射小球碰撞后的m1v1′=0.0075kg/s,被碰小球碰撞后的:m2v2'=0.0075kg•m/s

    碰后系统的总动量:p′=m1v1′+m2v2′=0.015 kg•m/s.

    通过计算发现:两小球碰撞前后的动量相等,即碰撞过程中动量守恒

    (3)使用打点计时器时,先接通电源后释放纸带,这样可以提高纸带的利用率,以防只在纸带的一部分上打出点,所以先接通打点计时器的电源,后放开滑块1;

    (4)放开滑块1后,滑块1做匀速运动,跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动,根据纸带的数据得:

    碰撞前滑块1的动量为:P1=m1v1=0.310×

    0.2

    0.1=0.620kg•m/s,滑块2的初动量为零,所以碰撞前的总动量为:0.620kg•m/s;

    碰撞后滑块1、2速度相等,所以碰撞后总动量为:

    P=(m1+m2)v2=(0.310+0.205)×

    0.168

    0.14(kg•m/s)=0.618kg•m/s

    (5)小车在拖动纸带的过程中,纸带与限位孔之间不可避免的存在阻力作用,因此计算结果不完全相等,在无法范围内是允许的.

    故答案为:(1)0.015kgm/s,0.0075kgm/s,0.0075kgm/s,碰撞过程中动量守恒.(3)接通打点计时器的电源,放开滑块1;(4)0.620,0.618;(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦.

    点评:

    本题考点: 验证动量守恒定律.

    考点点评: 解决本题的关键掌握动量的表达式,以及能够从位移时间图线中得出速度的大小,同时注意打点计时器的使用方法,知道气垫导轨要水平才能满足动量守恒.这是一道基础实验题,很好的考查了学生对基础知识的理解和应用.