2018版物理选修3-5鲁科版:1-2(1) 实验:探究动量是否守恒
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第2节(1) 实验:探究动量是否守恒

实验目的:探究物体碰撞前后两物体组成的系统总动量的关系.

实验器材:气垫导轨、滑块(3块)、弹片、天平、光电门、数字毫秒计.

实验过程:

实验一:实验装置如图1所示,用天平称出两质量相等的滑块,装上相同的挡光板,放在气垫导轨的中部.两滑块靠在一起,用细线拴住后中间压入弹片,处于静止状态.烧断细线,两滑块被弹开并朝相反的方向通过光电门,记录挡光板通过光电门的时间,由v=计算滑块的速度,求出两滑块的总动量p=mv1-mv2.

图1

计算p的值,并与分开前的总动量比较得出结论.

实验二:增加其中一个滑块的质量,使其质量是另一侧的2倍,重复实验一的操作,求出两侧滑块的总动量p=mv1-2mv2.

计算p的值,并与分开前的总动量比较,得出结论.

实验三:把气垫导轨的一半覆盖上牛皮纸,并用胶带固定后,用两块质量相等的滑块,重复实验一的操作,求出两滑块的总动量p=mv1-mv2.

计算p的值,并与分开前的总动量比较,得出结论.

结论:

(1)在光滑气垫导轨上无论两滑块质量是否相等,它们被弹开前的总动量为零,弹开后的总动量也为零.

(2)两滑块构成的系统受到牛皮纸的摩擦力(外力)后,两滑块相互作用后的总动量不为零,即碰撞前后的总动量发生了变化.

温馨提示 要探究两物体碰撞前后总动量是否守恒,需要测出相互作用前两物体的总动量和相互作用后两物体的总动量.要测动量,需要测出两个物体的质量,质量可以利用天平测量,还要测出相互作用前后两物体运动的速度,速度可以在气垫导轨上利用光电门和数字毫秒计计时测量.

【例1】 现利用图2(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图2(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过