题文
利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。在图(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光电门的时间。 
实验测得滑块A 质量m1=0.310kg,滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ。将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰;碰后光电计时器显示的时间为
,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。
若实验允许的相对误差绝对值
最大为5℅,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程。
题型:未知 难度:其他题型
答案
见解析。
解析
按定义,物体运动的瞬时速度大小v为:
①
式中
为物块在很短时间
内走过的路程,设纸带上打出相邻两点的时间间隔为
,则
②
可视为很短;设在A碰撞前后瞬时速度大小分别为v0,v1,将②式和图给实验数据代入①式可得: v0=2.00m/s ③
v1=0.970m/s ④
设B在碰撞后的速度大小为v2,由①式有
代入题所给的数据可得:v2=2.86m/s ⑥
设两滑块在碰撞前后的动量分别为P和P’,则
P=m1v0 ⑦
P’=m2v1+m2v2 ⑧
两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为
⑨
联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,可得:
⑩
因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。
考点
据考高分专家说,试题“利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





