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1、《驗(yàn)證動量守恒定律》實(shí)驗(yàn)中速度測定的三條思路-論文網(wǎng)
論文摘要：《驗(yàn)證動量守恒定律》實(shí)驗(yàn)中速度測定的三條思路-論文網(wǎng)論文關(guān)鍵詞：驗(yàn)證,動量,守恒定律,實(shí)驗(yàn),速度?
《驗(yàn)證動量守恒定律》的實(shí)驗(yàn)題目很多，實(shí)驗(yàn)原理都是測定相互作用前、后系統(tǒng)的動量在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)是否相等。動量是由質(zhì)量和速度構(gòu)成的，故所有《驗(yàn)證動量守恒定律》的實(shí)驗(yàn)都是圍繞測定瞬時速度而設(shè)計的。瞬時速度測定的測定通常是根據(jù)以下三條思路：①根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律，②根據(jù)機(jī)械能守恒定律，③根據(jù)勻速直線運(yùn)動的規(guī)律。本文就從這三個方面談?wù)勊俣葴y定的具體思路。
一、利用平拋運(yùn)動的規(guī)律求速度
（1）物體落在水平面上
例1：用半徑相同
2、的兩小球A、B的碰撞驗(yàn)證動量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，斜槽與水平槽圓滑連接。實(shí)驗(yàn)時先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡記為P。再把B球放在水平槽前端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下，A球碰撞后落在記錄紙上留下的痕跡記為M，B球碰撞后落在記錄紙上留下的痕跡記為N。記錄紙上的點(diǎn)是重垂線所指的位置，測得各落點(diǎn)痕跡到點(diǎn)的距離。只要滿足關(guān)系式，則說明碰撞中動量是守恒的．
分析：由平拋的運(yùn)動規(guī)律，和平拋的高度一定可推出初速度。只要滿足關(guān)系式=，則說明碰撞中系統(tǒng)動量是守恒的。
（2）物體落在豎直面上
例2：為了驗(yàn)證動量守恒定律，某同學(xué)選取了兩個體積相
3、同、質(zhì)量不等的小球。按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn)：
步驟1：用天平測出兩個小球質(zhì)量m和m，且m>m。
步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，使槽的末端的切線水平，將另一木條豎直固定在右側(cè)。
步驟3：先不在斜槽的末端B點(diǎn)放小球m，讓小球m從頂端自A處靜止釋放，記下小球在豎直面上的落點(diǎn)位置E。
步驟4：將小球m放在斜槽末端B點(diǎn)，讓小球m從頂端A處靜止釋放，使它們碰撞，記下小球m在豎直面上的落點(diǎn)位置F和m在豎直面上的落點(diǎn)位置D。
步驟5：找出小球放在斜槽末端時小球球心對應(yīng)的木板上的等高點(diǎn)C。
步驟6：用刻度尺量出落點(diǎn)D、E和F到C點(diǎn)的距離分別為L、L和L。
只要滿足關(guān)系式，則說明碰撞中動量是守恒
4、的．
分析：由平拋運(yùn)動的規(guī)律，和水平方向的位移一定可推出初速度，只要滿足關(guān)系式，則說明碰撞中系統(tǒng)動量是守恒的。
（3）物體落在斜面上
例3：為了驗(yàn)證碰撞中的動量守恒，某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不等的小球，按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn)：
①用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為和且．
②按照如圖3所示的那樣，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置．將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點(diǎn)的切線水平．將一斜面BC連接在斜槽末端．
③先不放小球，讓小球從斜槽頂端A處由靜止
開始滾下，記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置E．
④將小球放在斜槽前端邊緣處，讓小球從斜槽頂端A處滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置D和小球在斜面
5、上的落點(diǎn)位置F．
⑤用毫米刻度尺量出各個落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)B的距離．圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點(diǎn)位置到B點(diǎn)的距離分別為、、．
根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式，則說明碰撞中動量是守恒的．
分析：設(shè)斜面的傾角為，由平拋運(yùn)動的規(guī)律、可知平拋的初速度.故只要滿足關(guān)系式，則說明碰撞中系統(tǒng)動量是守恒的。
二、利用機(jī)械能守恒的規(guī)律求速度
例4：圖4是用來驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于點(diǎn)，點(diǎn)下方桌子的邊沿有一豎直立柱。實(shí)驗(yàn)時，將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時把球2放在立柱上，釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時與球2發(fā)生對心碰撞。碰后球1向
6、左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)?，F(xiàn)已測出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a，B點(diǎn)離水平桌面的距離為b，C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c，球1的質(zhì)量為和球2的質(zhì)量為，立柱的高為h，桌面離地面的高為H。根據(jù)測量的數(shù)據(jù)可得該實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動量守恒的表達(dá)式為_________________。
分析：被碰小球（球2）碰后的速度仍然是根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律求出即，主碰小球（球1）碰前和碰后的速度均由機(jī)械能守恒的規(guī)律求出，令碰前的速度為，碰后的速度為，則由機(jī)械能守恒規(guī)律，解得
，解得。代入，化簡得驗(yàn)證
動量守恒的表達(dá)式為
三、由勻速直線運(yùn)動的規(guī)律求速度
（1）已知時間測位移
例5：如圖5甲所示，某同學(xué)設(shè)計了一個用打點(diǎn)計時器驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在光滑水平面上，小車A的左端粘有橡皮泥，小車A受到外界水平?jīng)_量作用后做勻速運(yùn)動，與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動。
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