第一篇：實驗驗證動量守恒定律

碰撞中的動量守恒

1．實驗?zāi)康摹⒃?/p>

(1)實驗?zāi)康倪\用平拋運動的知識分析、研究碰撞過程中相互作用的物體系動量守恒

(2)實驗原理

(a)因小球從斜槽上滾下后做平拋運動，由平拋運動知識可知，只要小球下落的高度相同，在落地前運動的時間就相同，若用飛行時間作時間單位，小球的水平速度在數(shù)值上就等于小球飛出的水平距離．

(b)設(shè)入射球、被碰球的質(zhì)量分別為m1、m2，則入射球碰撞前動量為(被碰球靜止)p1=m1v1①

設(shè)碰撞后m1，m2的速度分別為v’

1、v’2，則碰撞后系統(tǒng)總動量為

p2=mlV’1+m2v’2②

只要測出小球的質(zhì)量及兩球碰撞前后飛出的水平距離，代入①、②兩式就可研究動量守恒．

2．買驗器材

斜槽，兩個大小相同而質(zhì)量不等的小鋼球，天平，刻度尺，重錘線，白紙，復(fù)寫紙，三角板，圓規(guī)．

3．實驗步驟及安裝調(diào)試

(1)用天平測出兩個小球的質(zhì)量ml、m2．

(2)按圖5—29所示安裝、調(diào)節(jié)好實驗裝置，使斜槽末端切

線水平，將被碰小球放在斜槽末端前小支柱上，入射球放在斜

槽末端，調(diào)節(jié)支柱，使兩小球相碰時處于同一水平高度，且在碰撞瞬間入射球與被碰球的球心連線與斜槽末端的切線平

行，以確保正碰后兩小球均作平拋運動．

(3)在水平地面上依次鋪放白紙和復(fù)寫紙．

(4)在白紙上記下重錘線所指的位置O，它表示入射球m1碰

撞前的位置，如圖5—30所示．

(5)移去被碰球m2，讓入射球從斜槽上同一高度滾下，重復(fù)10次左右，用圓規(guī)畫盡可能小的圓將所有的小球落點圈在里面，其圓心即為人射球不發(fā)生碰撞情況下的落點的平均位置P，如圖5—31所示．

(6)將被碰小球放在小支柱上，讓入射球從同一高度滾下，使它們發(fā)生正碰，重復(fù)10次左右，同理求出入射小球落點的平均位置M和被碰小球落點的平均位置N．

(7)過O、N作一直線，取O0’=2r(r為小球的半徑，可用刻度尺和三角板測量小球直徑計算廠)，則O’即為被碰小球碰撞前的球心的位置(即投影位置).(8)用刻度尺測量線段OM、OP、ON的長度．則系統(tǒng)碰撞前的動量可表示為p1=m1·OP，系統(tǒng)碰撞后的總動量可表示為p2=m1·OM+m2·O'N

若在誤差允許范圍內(nèi)p1與p2相等，則說明碰撞中動量守恒.(9)整理實驗器材，放回原處．

4.注意事項

(1)斜槽末端切線必須水平．

說明：調(diào)整斜槽時可借助水準(zhǔn)儀判定斜槽末端是否水平．

(2)仔細(xì)調(diào)節(jié)小立柱的高度，使兩小球碰撞時球心在同一高度，且要求兩球球心連線與斜槽末端的切線平行。

(3)使小支柱與槽口的距離等于2r(r為小球的半徑)

(4)入射小球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止開始滾下．

說明：在具體操作時，斜槽上應(yīng)安裝擋球板．

(5)入射球的質(zhì)量(m1)應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量(m2)．

(6)地面須水平，白紙鋪放好后，在實驗過程中不能移動白紙．

5．?dāng)?shù)據(jù)處理及誤差分析

(1)應(yīng)多次進(jìn)行碰撞，兩球的落地點均要通過取平均位置來確定，以減小偶然誤差.(2)在實驗過程中，使斜槽末端切線水平和兩球發(fā)生正碰，否則兩小球在碰后難以作平拋運動．

(3)適當(dāng)選擇擋球板的位置，使入射小球的釋放點稍高．

說明：入射球的釋放點越高，兩球相碰時作用力越大，動量守恒的誤差越小，且被直接測量的數(shù)值OM、0IP、0N越大，因而測量的誤差越?。?/p>

一．目的要求

1．用對心碰撞特例檢驗動量守恒定律；

2．了解動量守恒和動能守恒的條件；

3．熟練地使用氣墊導(dǎo)軌及數(shù)字毫秒計。

二．原理

1．驗證動量守恒定律

動量守恒定律指出：若一個物體系所受合外力為零，則物體的總動量保持不變；若物體系所受合外力在某個方向的分量為零，則此物體系的總動量在該方向的分量守恒。

設(shè)在平直導(dǎo)軌上，兩個滑塊作對心碰撞，若忽略空氣阻力，則在水平方向上就滿足動量守恒定律成立的條件，即碰撞前后的總動量保持不變。

m1u1?m2u2?m1v1?m2v2(6.1)其中，u1、u2和v1、v2分別為滑塊m1、m2在碰撞前后的速度。若分別測出式(6.1)中各量，且等式左右兩邊相等，則動量守恒定律得以驗證。

2．碰撞后的動能損失

只要滿足動量守恒定律成立的條件，不論彈性碰撞還是非彈性碰撞，總動量都將守恒。但對動能在碰撞過程中是否守恒，還將與碰撞的性質(zhì)有關(guān)。碰撞的性質(zhì)通常用恢復(fù)系數(shù)e表達(dá)：

e?v2?v1(6.2)u1?u

2式(6.2)中，v2?v1為兩物體碰撞后相互分離的相對速度，u1?u2則為碰撞前彼此接近的相對速度。

(1)若相互碰撞的物體為彈性材料，碰撞后物體的形變得以完全恢復(fù)，則物體系的總動能不變，碰撞后兩物體的相對速度等于碰撞前兩物體的相對速度，即v2?v1?u1?u2，于是e?1，這類碰撞稱為完全彈性碰撞。

(2)若碰撞物體具有一定的塑性，碰撞后尚有部分形變殘留，則物體系的總動能有所損耗，轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，碰撞后兩物體的相對速度小于碰撞前的相對速度，即0?v2?v1?u1?u2于是，0?e?1，這類碰撞稱為非彈性碰撞。

(3)碰撞后兩物體的相對速度為零，即v2?v1?0或v2?v1?v，兩物體粘在一起以后以相同速度繼續(xù)運動，此時e?0，物體系的總動能損失最大，這類碰撞稱為完全非彈性碰撞，它是非彈性碰撞的一種特殊情況。

三類碰撞過程中總動量均守恒，但總動能卻有不同情況。由式(6.1)和(6.2)可求碰撞后的動能損失 ?Ek?(1/2)m1m21?e2?u1?u2?/?m1?m2?。①對于完全彈性碰撞，因2??

e?1，故?Ek?0，即無動能損失，或曰動能守恒。②對于完全非彈性碰撞，因e?0，故：?Ek??EkM，即，動能損失最大。③對于非完全彈性碰撞，因0?e?1，故動能損失介于二者之間，即：0??Ek??EkM。

3.m1?m2?m，且u2?0的特定條件下，兩滑塊的對心碰撞。

(1)對完全彈性碰撞，e?1，式(6.1)和(6.2)的解為

v1?0??(6.3)v2?u1?

由式(6.3)可知，當(dāng)兩滑塊質(zhì)量相等，且第二滑塊處于靜止時，發(fā)生完全彈性碰撞的結(jié)果，使第一滑塊靜止下來，而第二滑塊完全具有第一滑塊碰撞前的速度，“接力式”地向前運動。即動能亦守恒。

以上討論是理想化的模型。若兩滑塊質(zhì)量不嚴(yán)格相等、兩擋光物的有效遮光寬度?s1及若式(6.3)得到驗證，則說明完全彈性碰撞過程中動量守恒，且e?1，?Ek?0，?s2也不嚴(yán)格相等，則碰撞前后的動量百分差E1為：E1?

動能百分差E2為:E2?P2?P1P1?m2?s2?t1?(6.4)m1?s1?t22m2?s2?t12??1(6.5)22m1?s1?t2Ek2?Ek1Ek

1若E1及E2在其實驗誤差范圍之內(nèi)，則說明上述結(jié)論成立。

(2)對于完全非彈性碰撞，式(6.1)和(6.2)的解為：

v1?v2?v?u1(6.6)

2若式(6.6)得證，則說明完全非彈性碰撞動量守恒，且e?0，其動能損失最大，約為50%。

???s1?。同樣可求得其動考慮到完全非彈性碰撞時可采用同一擋光物遮光，即有：?s2

?及E2?分別為： 量和動能百分差E1

?m2?t1P2??P?1?????1?E1?m?t??1(6.7)?P11?2?

?2?Ek?1?m2???t1'?Ek??????(6.8)E2??1?'?????1Ek?m1???t2?

顯然，其動能損失的百分誤差則為：

?m2???t1????E??2?1??m???t????1(6.9)

1??2??

?及E?在其實驗誤差范圍內(nèi)，則說明上述結(jié)論成立。若E1

三．儀器用品

氣墊導(dǎo)軌及附件(包括滑塊及擋光框各一對)，數(shù)字毫秒計、物理天平及游標(biāo)卡尺等。

四．實驗內(nèi)容

1．用動態(tài)法調(diào)平導(dǎo)軌，使滑塊在選定的運動方向上做勻速運動，以保證碰撞時合外力為零的條件(參閱附錄２)；

2．用物理天平校驗兩滑塊（連同擋光物）的質(zhì)量m1及m2；

2?；3．用游標(biāo)卡尺測出兩擋光物的有效遮光寬度?s1、?s2及?s

14．在m1?m2?m的條件下，測完全彈性和完全非彈性碰撞前后兩滑塊各自通過光電

?、?t2?。門一及二的時間?t1、?t2及?t1

五．注意事項

1．嚴(yán)格按照氣墊導(dǎo)軌操作規(guī)則(見附錄２)，維護(hù)氣墊導(dǎo)軌；

2．實驗中應(yīng)保證u2?0的條件，為此，在第一滑塊未到達(dá)之前，先用手輕扶滑塊（2），待滑塊（1）即將與（2）碰撞之前再放手，且放手時不應(yīng)給滑塊以初始速度；

3．給滑塊（1）速度時要平穩(wěn)，不應(yīng)使滑塊產(chǎn)生擺動；擋光框平面應(yīng)與滑塊運動方向一致，且其遮光邊緣應(yīng)與滑塊運動方向垂直；

4．嚴(yán)格遵守物理天平的操作規(guī)則；

5．擋光框與滑塊之間應(yīng)固定牢固，防止碰撞時相對位置改變，影響測量精度。

六．考查題

1．動量守恒定律成立的條件是什么？實驗操作中應(yīng)如何保證之？

2．完全非彈性碰撞中，要求碰撞前后選用同一擋光框遮光有什么好處？實驗操作中如何實現(xiàn)？

3．既然導(dǎo)軌已調(diào)平，為什么實驗操作中還要用手扶住滑塊(2)？手扶滑塊時應(yīng)注意什么？

4．滑塊(2)距光電門(2)近些好還是遠(yuǎn)些好？兩光電門間近些好還是遠(yuǎn)些好？為什么？

第二篇：2011高考專題典例解析：驗證動量守恒定律實驗

實驗13:驗證動量守恒定律

【例1】如圖實所示,在做“驗證動量守恒定律”實驗時,入射小球在斜槽上釋放點的高低直接影響實驗的準(zhǔn)確性,下列說法正確的有（）

A.釋放點越高,兩球相碰時相互作用的內(nèi)力越大,外力（小支柱對被碰小球作

用力）的沖量就相對越小,碰撞前后總動量之差越小,因而誤差越小

B.釋放點越高,入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?小支柱對被碰小球作用

力越小

C.釋放點越低,兩球飛行的水平距離越接近,測量水平位移的相對誤差就小

D.釋放點越低,入射小球速度越小,小球受阻力就小,誤差就小

答案A

【例2】如右圖所示,在做“碰撞中的動量守恒”的實驗中,所用鋼球質(zhì)量m1=17 g,玻璃球 的質(zhì)量為m2=5.1 g,兩球的半徑均為r=0.80 cm,某次實驗得到如下圖所示的記錄紙（最 小分度值為1 cm）,其中P點集為入射小球單獨落下10次的落點,M和N點集為兩球相 碰并重復(fù)10次的落點,O是斜槽末端投影點.（1）安裝和調(diào)整實驗裝置的兩點主要要求是:.（2）在圖中作圖確定各落點的平均位置,并標(biāo)出碰撞前被碰小球的投影位置O′.（3）若小球飛行時間為0.1 s,則入射小球碰前的動量p1kg·m/s,碰后的動量p1′=kg·m/s,被碰小球碰后的動量p2′=kg·m/s（保留兩位有效數(shù)字）

答案（1）斜槽末端要水平,小支柱到槽口的距離等于小球直徑且兩小球相碰時球心在同一水平線上

（2）略（3）0.0340.0200.01

3【例3】某同學(xué)設(shè)計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗:在小車A的前端粘有橡皮泥,推動小車A使之做勻速運動,然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體,繼續(xù)/

5做勻速運動.他設(shè)計的裝置如圖（a）所示.在小車A后連著紙帶,電磁打點計時器所用電源頻率為50 Hz,長木板下墊著小木片以平衡摩擦力.（1）若已測得打點紙帶如圖（b）所示,并測得各計數(shù)點間距（已標(biāo)在圖示上）.A為運動的起點,則應(yīng)選段來計算A碰前的速度.應(yīng)選段來計算A和B碰后的共同速度（以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）.（2）已測得小車A的質(zhì)量m1=0.4 kg,小車B的質(zhì)量為m2=0.2 kg,則碰前兩小車的總動量為kg·m/s,碰后兩小車的總動量為kg·m/s.答案（1）BCDE（2）0.4200.417

【例4】氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器,它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦.我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B驗證動量守恒定律,實驗裝置如圖所示,采用的實驗步驟如下:

a.用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB;

b.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平;

c.在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧,用電動卡銷鎖定,靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上;

d.用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1;

e.按下電鈕放開卡銷,同時分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作,當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時計時結(jié)束,記下A、B分別到達(dá)C、D的運動時間t1和t2.（1）實驗中還應(yīng)測量的物理量及其符號是.（2）利用上述測量的實驗數(shù)據(jù),驗證動量守恒定律的表達(dá)式是,上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等,產(chǎn)生誤差的原因有（至少答出兩點）.答案A、B兩滑塊被壓縮的彈簧彈開后,在氣墊導(dǎo)軌上運動時可視為勻速運動,因此只要測出A與C的距離L1,B與D的距離L2及A到C,B到D的時間t1和t2.測出兩滑塊的質(zhì)量,就可以用mAL1=mBL2驗證動量是否守恒.（1）實驗中還應(yīng)測量的物理量為B與D的距離,符號為t1t

2L2.（2）驗證動量守恒定律的表達(dá)式是mAL1=mBL2,產(chǎn)生誤差的原因:①L1、L2、mA、mB的數(shù)t1t

2據(jù)測量誤差.②沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程.③滑塊并不是標(biāo)準(zhǔn)的勻速直線運動,滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦力.1.在做“碰撞中的動量守恒”的實驗中,入射球每次滾下都應(yīng)從斜槽上的同一位置無初速釋放,這是為了使（）

B.小球每次都以相同的速度飛出槽口 D.小球每次都能對心碰撞 A.小球每次都能水平飛出槽口 C.小球在空中飛行的時間不變

答案B

2.在“驗證動量守恒定律實驗”中,下列關(guān)于小球落點的說法,正確的是（）

A.如果小球每次從同一點無初速度釋放,重復(fù)幾次的落點一定是重合的B.由于偶然因素的存在,重復(fù)操作時小球落點不重合是正常的,但落點應(yīng)當(dāng)比較密集

C.測定P的位置時,如果重復(fù)10次的落點分別是P1,P2,P3,……,P10,則OP應(yīng)取OP1、OP2、OP3、……、OP10的平均值,即:OP=OP1?OP2?OP3????OP10 10

D.用半徑盡可能小的圓把P1、P2、P3,……,P10圈住,這個圓的圓心是入射小球落點的平均位置P 答案BD

3.如圖所示為實驗室中驗證動量守恒的實驗裝置示意圖.（1）若入射小球質(zhì)量為m1,半徑為r1;被碰小球質(zhì)量為m2,半徑為r2,則

A.m1>m2,r1>r

2C.m1>m2,r1=r2（）B.m1>m2,r1

（2）為完成此實驗,以下所提供的測量工具中必需的是.（填下列對應(yīng)的字母）

A.直尺B.游標(biāo)卡尺C.天平D.彈簧秤 E.秒表

（3）設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1,被碰小球的質(zhì)量為m2,P為碰前入射小球落點的平均位置,則關(guān)系式（用m1、m2及圖中字母表示）成立,即表示碰撞中動量守恒.答案（1）C（2）AC（3）m1OP=m1OM +m2ON

4.（2009·青島模擬）用半徑相同的兩小球A、B的碰撞驗證動量守恒定律,實驗

裝置示意如圖所示,斜槽與水平槽圓滑連接.實驗時先不放B球,使A球從斜槽上

某一固定點C由靜止?jié)L下,落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡.再把B球靜置于水平槽前端邊緣處,讓A球仍從C處由靜止?jié)L下,A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡.記錄紙上的O點是重垂線所指的位置,若測得各落點痕跡到O的距離:OM=2.68 cm,OP=8.62 cm,ON=11.50 cm,并知A、B兩球的質(zhì)量比為2∶1,則未放B球時A球落地點是記錄紙上的點,系統(tǒng)碰撞前總動量p與碰撞后總動量p′的百分誤差

效數(shù)字）.答案P

25.某同學(xué)用圖實甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽.實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)上述操作10次,得到10個落點痕跡.再把B球放在水平槽上靠近末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開始向下運動,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡,重復(fù)這種操作10次.在圖甲中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點,B球落點痕跡如圖乙所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零點與O點對齊

.p?p?p（結(jié)果保留一位有

（1）碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為cm.（2）在以下選項中,本次實驗必須進(jìn)行測量的有

A.測量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）

B.測量G點相對于水平槽面的高度

C.測量R點相對于水平地面的高度

D.A球和B球碰撞后,測量A球落點位置到O點的距離

E.水平槽上未放B球時,測量A球落點位置到O點的距離

F.測量A球或B球的直徑

答案（1）64.7（2）ADE

6.如圖所示裝置來驗證動量守恒定律,質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點,質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上,O點到A球球心的（）

距離為L,使懸線在A球釋放前伸直,且線與豎直線夾角為α,A球釋放后擺到最低點時恰與B球正碰,碰撞后,A球把輕質(zhì)指示針OC推移到與豎直線夾角β處,B球落到地面上,地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D,保持α角度不變,多次重復(fù)上述實驗,白紙上記錄到多個B球的落點.（1）圖中s應(yīng)是B球初始位置到的水平距離.（2）為了驗證兩球碰撞過程動量守恒,應(yīng)測得的物理量有:.（3）用測得的物理量表示碰撞前后

量:pA,pA′=BB′=答案（1）落點（2）α、β、L、H

mA2gL(1?cos?)0mBs

g 2HA球、B球的動（3）mAgL(1?cos?)

第三篇：人教版物理(選修3-5)第十六章 實驗：驗證動量守恒定律 學(xué)案

2014級物理選修（3-5）課時學(xué)案

第十六章

實驗：驗證動量守恒定律 學(xué)案

【考綱解讀】

1.會用實驗裝置測速度或用其他物理量表示物體的速度大小.2.驗證在系統(tǒng)不受外力的作用下，系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用時總動量守恒．

定高度處自由滾下，重復(fù)10次．用圓規(guī)畫盡量小的圓把小球所有的落點都圈在里面．圓心P就是小球落點的平均位置．(5)把被撞小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實驗10次．用步驟(4)的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N.如實驗原理圖乙所示．

(6)連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度．將測量數(shù)據(jù)填入表中．最后代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立．

(7)整理好實驗器材放回原處．

(8)實驗結(jié)論：在實驗誤差允許范圍內(nèi)，碰撞系統(tǒng)的動量守恒． 【基本實驗要求】

1． 實驗原理

在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v′，找出碰撞前的動量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后動量是否守恒． 2． 實驗器材

斜槽、小球(兩個)、天平、復(fù)寫紙、白紙等． 3． 實驗步驟

(1)用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球為入射小球．

(2)按照實驗原理圖甲安裝實驗裝置．調(diào)整、固定斜槽使斜槽底端水平．

【規(guī)律方法總結(jié)】

1． 數(shù)據(jù)處理

驗證表達(dá)式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ 2． 注意事項(1)前提條件

保證碰撞是一維的，即保證兩物體在碰

撞之前沿同一直線運動，碰撞之后還沿這條直線運動．

(2)利用斜槽進(jìn)行實驗，入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量，即m1>m2，防止碰后m1被反彈．(3)白紙在下，復(fù)寫紙在上且在適當(dāng)位置鋪放好．記下重垂線所指的位置O.(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固

第十六章

實驗：驗證動量守恒定律 學(xué)案

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【考點一】 對實驗步驟及實驗誤差分析的考查

1.某同學(xué)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實驗，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖1甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差．

帶一起運動；

⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖乙所示；

⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g；試著完善實驗步驟⑥的內(nèi)容．

(2)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知，兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為________ kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為______ kg·m/s(保留三位有效數(shù)字)．

(3)試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是______________________．

【考點二】 對實驗數(shù)據(jù)處理的考查

2.某同學(xué)設(shè)計了一個用電磁打點計時器驗證動

圖1(1)下面是實驗的主要步驟：

①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；

②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

③把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；

④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩； ⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；

⑥先________，然后________，讓滑塊帶動紙

量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動．他設(shè)計的裝置如圖2甲所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50 Hz，長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力．

甲

乙

第十六章

實驗：驗證動量守恒定律 學(xué)案

第 2 頁

圖2(1)若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點間距(已標(biāo)在圖上)．A為運動的起點，則應(yīng)選________段來計算A碰前的速度．應(yīng)選________段來計算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)．

(2)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.4 kg，小車B的質(zhì)量為m2＝0.2 kg，則碰前兩小車的總動量為________ kg·m/s，碰后兩小車的總動量為________ kg·m/s.A、B運動時間的計時器開始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達(dá)C、D的運動時間t1和t2.(1)實驗中還應(yīng)測量的物理量是

__________________________________．(2)利用上述測量的物理量，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是____________．

(3)利用上述物理量寫出被壓縮彈簧的彈性勢能大小的表達(dá)式為________________．

【考點針對練習(xí)】

4.在利用懸線懸掛等大小球進(jìn)行驗證動量守恒定律的實驗中，下列說法正確的是（）A．懸掛兩球的線長度要適當(dāng)，且等長 B．由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計算小球碰前的速度

C．兩小球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同 D．兩小球碰后可以粘合在一起共同運動 5.在“驗證動量守恒定律”的實驗中，實驗裝置的示意圖如圖4所示．實驗中，入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說法中正

【考點三】創(chuàng)新實驗設(shè)計

3.氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖3所示(彈簧的長度忽略不計)，采用的實驗步驟如下：

圖3 a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB； b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)； c．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡鎖鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上； d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1； e．按下電鈕放開卡鎖，同時使分別記錄滑塊

確的是()

圖4

A．釋放點越低，小球所受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小

第十六章

實驗：驗證動量守恒定律 學(xué)案

第 3 頁

B．釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準(zhǔn)確

C．釋放點越高，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小

D．釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱螅壍缹Ρ慌鲂∏虻淖枇υ叫?6.如圖5(a)所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實驗小車，甲車系一穿過打點計時器的紙帶，當(dāng)甲車受到水平向右的沖量時，隨即啟動打點計時器．甲車運動一段距離后，與靜止的(乙)車發(fā)生正碰并粘在一起運動．

點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動．圖8為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以相同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為________、____________，兩滑塊的總動量大小為____________；碰撞后兩滑塊的總動量大小為________．重復(fù)上述實驗，多做幾次．若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證．

圖5 紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后兩車運動情況如圖(b)所示，電源頻率為50 Hz，則碰撞前甲車運動速度大小為________m/s，甲、乙兩車的質(zhì)量比m甲∶m乙

圖6

＝________.圖8

7.氣墊導(dǎo)軌(如圖6)工作時，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力．為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打

第十六章

實驗：驗證動量守恒定律 學(xué)案

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第四篇：實驗 驗證牛頓第二定律

第三單元 實驗：驗證牛頓第二定律

1．在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，以下做法正確的是()

A．平衡摩擦力時，應(yīng)將小盤用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上

B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力

C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源

D．求小車運動的加速度時，可用天平測出小盤和砝碼的質(zhì)量(M′和m′)以及小車質(zhì)量M，直接

M′＋m′用公式a求出 M

2．在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，按實驗要求裝置好器材后，應(yīng)按一定步驟進(jìn)行實驗，下述操作步驟的安排順序不盡合理，請將合理的順序以字母代號填寫在下面的橫線上： ____________________.A．保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測出加速度，重復(fù)幾次

B．保持小車質(zhì)量不變，改變小盤和砝碼的質(zhì)量，測出加速度，重復(fù)幾次

C．用天平測出小車和小盤的質(zhì)量

D．平衡摩擦力，使小車近似做勻速直線運動

E．掛上小盤，放進(jìn)砝碼，接通打點計時器的電源，放開小車，在紙帶上打下一系列的點

1F．根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，分別畫出a－F和a－的圖線 M

3．(2010·泰安模擬)為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖3－3－9所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實驗．其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題：

(1)實驗開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？

答：__________________________________________________________________

(2)若取M＝0.4 kg，改變m的值，進(jìn)行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是________________________________________________________________．

A．m1＝5 gB．m2＝15 g

C．m3＝40 gD．m4＝400 g

(3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為：________________________________________________________________________

(用Δt1、Δt2、D、x表示)．

4．(2009·上海高考)如圖所示為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機)研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置．

(1)在該實驗中必須采用控制變量法，應(yīng)保持________不變，用鉤碼所受的重力作為________，用DIS

測小車的加速度．

(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量．在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a－F關(guān)系圖線(如

圖所示)．

①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.②(單選題)此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是()

A．小車與軌道之間存在摩擦B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D．所用小車的質(zhì)量太大

5．如圖所示的實驗裝置可以驗證牛頓運動定律，小車上固定一個盒子，盒子內(nèi)盛有沙子．沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m，小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M

.(1)驗證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應(yīng)的加速度．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a－F圖象，圖象是一條過原點的直線． ①a－F圖象斜率的物理意義是

_______________________________________________________________________．

②你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)作合外力F是否合理？

答：________.(填“合理”或“不合理”)

③本次實驗中，是否應(yīng)該滿足M?m這樣的條件？

答：________(填“是”或“否”)；

理由是_________________________________________________________．

(2)驗證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質(zhì)量的關(guān)系．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受的合外力不變．用圖象法處理數(shù)據(jù)時，以加速度a為縱橫，應(yīng)該以______倒數(shù)為橫軸．

6．如下圖所示，是某次利用氣墊導(dǎo)軌探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗裝置安裝完畢后的示意圖，圖中A為砂桶和砂，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計時器，F(xiàn)為蓄電池、電壓為6 V，G是電鍵，請指出圖中的三處錯誤：

(1)________________________________________________________________________；

(2)________________________________________________________________________；

(3)________________________________________________________________________．

7．(2009年江蘇卷)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示．

(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離．該小車的加速度a ＝________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：

8．在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時，由于沒有注意始終滿足M?m的條件，結(jié)果得到的圖象應(yīng)是下圖中的()

第五篇：實驗驗證機械能守恒定律

實驗驗證機械能守恒定律

1．(9分)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列物理量中需要用工具測量的有()；通過計算得到的有()

A．重錘的質(zhì)量 B．重力加速度

C．重錘下落的高度

D．與重錘下落高度對應(yīng)的重錘瞬時速度

sn＋sn＋

1【解析】 重錘下落的高度從紙帶上用毫米刻度尺測量．某點速度由公式vn＝或

2T

hn＋1－h(huán)n－1vn＝

2T

【答案】 C D

2．(9分)在驗證機械能守恒定律的實驗中有關(guān)重錘質(zhì)量，下列說法中正確的是()A．應(yīng)選用密度和質(zhì)量較大的重錘，使重錘和紙帶所受的重力遠(yuǎn)大于它們所受的阻力 B．應(yīng)選用質(zhì)量較小的重錘，使重錘的慣性小一些，下落時更接近于自由落體運動 C．不需要稱量錘的質(zhì)量

D．必須稱量重錘的質(zhì)量，而且要估讀到0.01g 【解析】 本實驗依據(jù)的原理是重錘自由下落驗證機械能守恒定律，因此重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)取得大一些，以便系統(tǒng)所受的阻力和重錘的重力相比可以忽略不計，以保證重錘做自

2由落體運動．本實驗不需要測出重錘的質(zhì)量，實驗只需要驗證gh＝就行了．

2【答案】 AC 3．(11分)(2009·深圳調(diào)研)某同學(xué)利用透明直尺和光電計時器來驗證機械能守恒定律，實驗的簡易示意圖如圖所示，當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．所用的XDS—007光電門傳感器可測的最短時間為0.01ms.將擋光效果好、寬度為d＝3.8×10－3m的黑色磁帶貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門．某同學(xué)測得各段黑色磁帶通過光電門的時間Δti與圖中所示的高度差Δhi并對部

2分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果如下表所示．(取g＝9.8m/s，注：表格中M為直尺質(zhì)量)

(1)從表格中數(shù)據(jù)可知，直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用vi簡要分析該同學(xué)這樣做的理由是________．

(2)請將表格中數(shù)據(jù)填寫完整．

(3)通過實驗得出的結(jié)論是________________．

(4)根據(jù)該實驗請你判斷下列ΔEk—Δh圖象中正確的是dti()

【解析】(1)因瞬時速度等于極短時間或極短位移內(nèi)的平均速度．(4)因為ΔEp＝mg·Δh，ΔEp＝ΔEk，所以ΔEk＝mg·Δh，所以正確答案為C.【答案】(1)瞬時速度等于極短時間或極短位移內(nèi)的平均速度(2)4.22 3.97M或4.00M 4.01M或4.02M(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢能的減少量等于動能的增加量

(4)C

4．(11分)在利用電磁打點計時器(電磁打點計時器所用電源頻

率為50Hz)“驗證機械能守恒定律”的實驗中：

(1)某同學(xué)用如圖所示裝置進(jìn)行實驗，得到如圖所示的紙帶，把第一個點(初速度為零)記作O點，測出點O、A間的距離為

68.97cm，點A、C間的距離為15.24cm，點C、E間的距離為

216.76cm，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s，重錘的質(zhì)量為m＝

1.0kg，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內(nèi)，重錘動能的增加量為________J，重力勢能的減少量為

________J.(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a＝________m/s2.(3)在實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢能總大于重錘增加的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中給出的已知量求重錘下落過程中受到的平均阻力大小為________N.【解析】 本題主要考查“驗證機械能守恒定律”這個實驗的基本原理和應(yīng)用，并且綜合了牛頓第二定律．

32.00×10－

2(1)C點速度vC＝m/s＝4.00m/s 4T4×0.02

該過程動能的增加量

112ΔEkmv2C＝1.0×(4.00)J＝8.00J 22

該過程重力勢能的減少量為ΔEp＝mg·OC

＝1.0×9.8×(68.97＋15.24)×10－2J＝8.25J.(2)加速度a＝(2T)(16.76－15.24)×10－2

2＝＝9.50m/s2.(2×0.02)(3)由牛頓第二定律得mg－Ff＝ma

即Ff＝mg－ma＝0.30N.【答案】(1)8.00 8.25(2)9.50(3)0.30

5．(11分)利于如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜AECE－AC

面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，當(dāng)光電門中有物體通過時與它們連線的光電計時器(都沒有畫出)能夠顯示擋光時間．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2s、2.00×10－2s.已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.54m，g取

9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度．

(1)滑塊通過光電門1時的速度v1＝________m/s，通過光電門2時的速度v2＝

________m/s；

(2)滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為________J，重力勢能的減少量為________J.(3)由以上數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是____________________．

L0.05【解析】(1)光電門記錄的瞬時速度取經(jīng)過光電門時的平均速度v1＝m/s＝t10.0

51.00m/s

L0.05v2＝＝m/s＝2.50m/s.t20.02122(2)ΔEkm(v2－v1)＝5.25J

2ΔEp＝mgs12sin30°＝2×9.8×0.54×0.5J＝5.29J.(3)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，ΔEk＝ΔEp，所以小車沿斜面下滑過程中機械能守恒．

【答案】(1)1.00 2.50(2)5.25 5.29(3)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，ΔEk＝ΔEp，所以小車沿斜面下滑過程中機械能守恒

6．(11分)如圖甲所示，用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在電動機上并隨之勻速轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器．當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒面的紙上畫出記號，如圖乙所示，設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運動．測得記號之間的距離依次為26.0mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.0mm、146.0mm，已知電動機銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣，由此驗證機械能守恒定律，根據(jù)以上內(nèi)容，可得

(1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔T＝________s.(2)根據(jù)乙圖所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號3時，圓柱棒下落的速度v3＝________m/s；畫下記號6時，圓柱棒下落的速度v6＝________m/s；記號3、6之間棒的動能的變化量為________J．重力勢能的變化量為________J，由此可得出的結(jié)論是______________________．(g取9.80m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

60【解析】(1)T＝0.05s.1200

(50.0＋74.0)(2)v3×10－3m/s＝1.24m/s 2T

(122.0＋146.0)v6＝10－3m/s＝2.68m/s 2T

112ΔEkmv26－v3＝2.82J 2

2ΔEp＝mg(122.0＋98.0＋74.0)×10－3＝2.88J

在誤差允許的范圍內(nèi)，機械能守恒．

【答案】(1)0.05s(2)1.24 2.68 2.82 2.88 在誤差允許的范圍內(nèi)，機械能守恒

7．(11分)如圖所示，是用自由落體法驗證機械能守恒定律時得到的一條紙帶，我們選中N點來驗證機械能守恒定律，下面舉出一些計算N點速度的方法，其中正確的是（）

sn＋sn＋1①N點是第n個點，則vn＝gnT ②N點是第n個點，則vn＝g(n－1)T ③vn＝2T

dn＋1－dn－1④vn＝2T

A．①③B．①②③C．③④D．①③④

【解析】 由于本實驗需要的是物體在某一時刻的真實速度，故應(yīng)使用紙帶上的數(shù)據(jù)求解，利用做勻變速運動的物體在一段時間內(nèi)的平均速率等于這段時間的中間時刻的瞬時速度這一規(guī)律求解．

【答案】 C

8．(13分)(2009·荊州調(diào)研)如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定

律．實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩

種．重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打

出一系列的點，對紙帶上的點痕跡進(jìn)行測量，即可驗證機械能守恒定律．

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：()

A．按照圖示的的裝置安裝器件；

B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；

C．用天平測量出重錘的質(zhì)量；

D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；

E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；

F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．

指出其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項對應(yīng)的字母填在下面的橫線上，并說明理由．

________________________________________________________________________.(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值，如圖所示．根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E，測出A點距起始點O的距離為s0，點A、C間的距離為s1，點C、E間的距離為s2，使用交流的頻率為f，則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為：a＝

________.(3)在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動

能，其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，可以通過該實驗裝置測定該阻力的大?。粢阎?dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g，還需要測量的物理量是______．

(4)試用這些物理量和紙帶上的測量數(shù)據(jù)表示出重錘在下落過程中受到的平均阻力大小為F＝________.【解析】(1)步驟B是錯誤的，應(yīng)接到交流電源的輸出端；步驟D是錯誤的，應(yīng)先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶；步驟C不必要，因為根據(jù)測量原理，重錘的動能和勢能中都包含m，可以約去．

(s2－s1)f2224a(2)因為s2－s1＝a)a＝ff

4(3)重錘質(zhì)量m.由牛頓第二定律mg－F＝ma，所以阻力

(s2－s1)f2F＝m[g． 4

(s2－s1)f(s2－s1)f【答案】(1)見解析(2)(3)重錘質(zhì)量m(4)m[g44

9．(14分)如圖所示的裝置可用來驗證機械能守恒定律．?dāng)[錘

A拴在長L的輕繩一端，另一端固定在O點，在A上放 一個小

鐵片，現(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向成θ角時靜止開始釋放

擺錘，當(dāng)其到達(dá)最低位置時，受到豎直擋板P阻擋而停止運動，之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運動．

(1)為了驗證擺錘在運動中機械能守恒，必須求出擺錘在最低

點的速度．為了求出這一速度，實驗中還應(yīng)該測得的物理量是

______________________．

(2)根據(jù)測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v＝________.(3)根據(jù)已知的和測量的物理量，寫出擺錘在運動中機械能守恒的關(guān)系式為________．

【解析】(1)鐵片離開擺錘后做平拋運動，故要想求出擺錘在最低點的速度，需根據(jù)平拋運動的規(guī)律：

1s＝v0t ①，h＝gt2 ②，因此需測h、s.2g(2)由(1)中①、②聯(lián)立求得：v＝.2h

(3)擺錘在下擺過程中只有重力做功，由機械能守恒得：

1mgL(1－cosθ)＝v2，2

2gs把v＝s代入上式得：L(1－cosθ)2h4h

【答案】(1)擺錘A最低點離地面的豎直高度h和鐵片做平拋運動的水平位移s

2gs(2)s(3)L(1－cosθ)2h4h22