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,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

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。

◎ 答案

见解析。

◎ 解析


试题分析: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

可视为很短;设在A碰撞前后瞬时速度大小分别为v0v1,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。

◎ 知识点

    专家分析,试题“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,…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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