2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)增分 專(zhuān)題7 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律學(xué)案

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1、 實(shí)驗(yàn)七　驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 考綱要求 考情分析 命題趨勢(shì) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 2014·全國(guó)卷Ⅱ，35(2) 高考對(duì)本部分知識(shí)的考查主要以計(jì)算題的形式出現(xiàn)．高考試題往往結(jié)合碰撞等實(shí)際過(guò)程綜合考查實(shí)驗(yàn)原理和誤差分析．學(xué)習(xí)中要深刻理解驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的原理和方法. 知識(shí)梳理·夯實(shí)基礎(chǔ) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒． 二、實(shí)驗(yàn)原理 在一維碰撞中，測(cè)出相碰的兩物體的質(zhì)量m1和m2及碰撞前、后物體的速度v1、v2及v′1、v′2，找出碰撞前的動(dòng)量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動(dòng)量p′＝m1v′1＋m2v′2，看碰撞前、后動(dòng)量是否守恒． 三、實(shí)驗(yàn)器材 方案一：利用氣墊

2、導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn) 氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè))、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥． 方案二：在光滑桌面上兩車(chē)碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn) 光滑長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(chē)(兩個(gè))、天平、撞針、橡皮泥． 方案三：利用等大小球做平拋運(yùn)動(dòng)完成一維碰撞實(shí)驗(yàn) 斜槽、大小相等質(zhì)量不同的小球兩個(gè)、重錘線(xiàn)一條、白紙、復(fù)寫(xiě)紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、三角板． 四、實(shí)驗(yàn)步驟 方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn) (1)測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量． (2)安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌，如圖所示． (3)實(shí)驗(yàn)：接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測(cè)出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速

3、度(①改變滑塊的質(zhì)量；②改變滑塊的初速度大小和方向)． (4)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒． 方案二：在光滑桌面上兩車(chē)碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn) (1)測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小車(chē)的質(zhì)量． (2)安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長(zhǎng)木板的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車(chē)的后面，在兩小車(chē)的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，如圖所示． (3)實(shí)驗(yàn)：接通電源，讓小車(chē)A運(yùn)動(dòng)，小車(chē)B靜止，兩車(chē)碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩小車(chē)連接成一體運(yùn)動(dòng)． (4)測(cè)速度：通過(guò)紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離及時(shí)間由v＝算出速度． (5)改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)． (7)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒． 方案三：利用等大小球

4、做平拋運(yùn)動(dòng)完成一維碰撞實(shí)驗(yàn) (1)先用天平測(cè)出小球質(zhì)量m1、m2. (2)按如圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，使槽的末端點(diǎn)切線(xiàn)水平，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置使兩小球碰時(shí)處于同一水平高度，且碰撞瞬間入射小球與被碰小球的球心連線(xiàn)與軌道末端的切線(xiàn)平行，以確保正碰后的速度方向水平． (3)在地上鋪一張白紙，在白紙上鋪放復(fù)寫(xiě)紙． (4)在白紙上記下重錘線(xiàn)所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置． (5)先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度處滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫(huà)盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射小球發(fā)生碰撞前的落地點(diǎn)的平衡位置P. (6)把被碰小球放在斜槽的末端，讓

5、入射小球從同一高度滾 下，使它發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿上一步驟求出入射小球落地點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置N. (7)過(guò)O和N在紙上作一直線(xiàn)． (8)用刻度尺量出線(xiàn)段OM、OP、ON的長(zhǎng)度． 五、數(shù)據(jù)處理 方案一：滑塊速度的測(cè)量：v＝，式中Δx為滑塊擋光片的寬度(儀器說(shuō)明書(shū)上給出，也可直接測(cè)量)，Δt為數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間． 方案二：小車(chē)速度的測(cè)量：v＝，式中Δx是紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，可用刻度尺測(cè)量，Δt為小車(chē)經(jīng)過(guò)Δx的時(shí)間，可由打點(diǎn)間隔算出． 方案三：把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的數(shù)值代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看是否成立． 六、

6、注意事項(xiàng) 1．前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”． 2．方案提醒 (1)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平． (2)若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線(xiàn)上，且剛好接觸，擺線(xiàn)豎直，將小球拉起后，兩條擺線(xiàn)應(yīng)在同一豎直面內(nèi)． (3)若利用長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長(zhǎng)木板下墊一小木片用以平衡摩擦力． (4)若利用斜槽小球碰撞應(yīng)注意： ①斜槽末端的切線(xiàn)必須水平； ②入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放； ③選質(zhì)量較大的小球作為入射小球； ④實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變． 3．探究結(jié)論 尋找的不變量

7、必須在各種碰撞情況下都不改變． 七、誤差分析 1．系統(tǒng)誤差 主要來(lái)源于裝置本身是否符合要求： (1)碰撞是否為一維碰撞． (2)實(shí)驗(yàn)是否滿(mǎn)足動(dòng)量守恒的條件．如氣墊導(dǎo)軌是否水平，兩擺球是否等大，長(zhǎng)木板實(shí)驗(yàn)是否平衡掉摩擦力． 2．偶然誤差 主要來(lái)源于質(zhì)量m和速度v的測(cè)量． 核心考點(diǎn)·分層突破 考點(diǎn)1　數(shù)據(jù)處理 [例1]某同學(xué)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)時(shí)用頻閃照相機(jī)閃光4次拍得照片如圖乙所示．已知閃光時(shí)間間隔Δt＝0.02 s，不計(jì)閃光本身持續(xù)時(shí)間，已知在這4次閃光的時(shí)間內(nèi)滑塊A、B均在0～80 cm范圍內(nèi)，第一次閃光時(shí)，A恰好過(guò)x＝55 cm處，B恰好過(guò)x＝

8、70 cm處，則由圖可知： (1)兩滑塊在x＝__60__cm處相碰； (2)兩滑塊在第一次閃光后t＝__0.01__s時(shí)發(fā)生碰撞； (3)若碰撞過(guò)程中滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，則A、B兩滑塊的質(zhì)量比為＝____. 解析　(1)因在4次閃光照相中B只有兩個(gè)位置，所以碰撞一定發(fā)生在x＝60 cm處． (2)由于在4次閃光照相中B只有兩個(gè)位置，A、B相碰后B靜止，碰后A在Δt時(shí)間內(nèi)發(fā)生位移為20 cm，所以碰后A由60 cm處滑至50 cm處所用的時(shí)間為＝0.01 s，故第一次閃光后經(jīng)t＝＝0.01 s兩者相碰． (3)設(shè)碰撞前后A的速度大小分別為vA、v′A，碰撞前B的速度大小為vB，由圖可

9、得v′A＝vB＝2vA，若滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，所以有mBvB－mAvA＝mAv′A，解得＝. 考點(diǎn)2　實(shí)驗(yàn)原理 [例2](2017·河南鄭州質(zhì)檢)如圖，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系． (1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通過(guò)僅測(cè)量__C__(填選項(xiàng)前的符號(hào))，間接地解決這個(gè)問(wèn)題． A．小球開(kāi)始釋放高度hB．小球拋出點(diǎn)距地面的高度H C．小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程 (2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)出平拋射程O(píng)P，然后，把被

10、碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)．接下來(lái)要完成的必要步驟是__ADE或DEA或DAE__.(填選項(xiàng)前的符號(hào)) A．用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2(m1>m2) B．測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度h C．測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N E．測(cè)量平拋射程O(píng)M、ON (3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為　m1·OM＋m2·ON＝m1·OP　[用(2)中測(cè)量的量表示]；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿(mǎn)足的表達(dá)式為_(kāi)_m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2__[用(2)中測(cè)量

11、的量表示]． 解析　(1)因在4次閃光照相中B只有兩個(gè)位置，所以碰撞一定發(fā)生在x＝60 cm處． (2)由于在4次閃光照相中B只有兩個(gè)位置，A、B相碰后B靜止，碰后A在Δt時(shí)間內(nèi)發(fā)生位移為20 cm，所以碰后A由60 cm處滑至50 cm處所用的時(shí)間為＝0.01 s，故第一次閃光后經(jīng)t＝＝0.01 s兩者相碰． (3)設(shè)碰撞前后A的速度大小分別為vA、v′A，碰撞前B的速度大小為vB，由圖可得v′A＝vB＝2vA，若滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，所以有mBvB－mAvA＝mAv′A，解得＝. 考點(diǎn)3　實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新 [例3](2018·山東濟(jì)南質(zhì)檢)為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒和檢驗(yàn)兩個(gè)小球的碰撞是否為

12、彈性碰撞，某同學(xué)選取了兩個(gè)體積相同、質(zhì)量相差比較大的小球，按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn)： ①用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量(分別為m1和m2，且m1>m2)； ②按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)器材，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端切線(xiàn)水平，將一斜面BC連接在斜槽末端； ③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開(kāi)始滾下，記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置； ④將小球m2放在斜槽末端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開(kāi)始滾下，使它們發(fā)生碰撞，分別記下小球m1和m2在斜面上的落點(diǎn)位置； ⑤用毫米刻度尺量出各個(gè)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)記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置，各點(diǎn)到B點(diǎn)的距離分

13、別為L(zhǎng)D、LE、LF. 根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題： (1)在不放小球m2時(shí)，小球m1從斜槽頂端A處由靜止開(kāi)始滾下，m1的落點(diǎn)在圖中的__E__點(diǎn)，把小球m2放在斜槽末端邊緣處，小球m1從斜槽頂端A處由靜止開(kāi)始滾下，使它們發(fā)生碰撞，碰后小球m1的落點(diǎn)在圖中的__D__點(diǎn)． (2)若碰撞過(guò)程中，動(dòng)量和機(jī)械能均守恒，不計(jì)空氣阻力，下列表達(dá)式中正確的是(　AC　) A．m1＝m1＋m2 B．m1L＝m1L＋m1L C．m1LE＝m1LD＋m2LF D．LE＝LF－LD 解析　(1)不放小球m2時(shí)，m1的落點(diǎn)是E點(diǎn)，放上m2時(shí)，小球m1和小球m2相撞后，小球m1的速度減小，所以碰撞

14、后m1球的落點(diǎn)是D點(diǎn)，m2的落點(diǎn)是F點(diǎn)． (2)不碰撞時(shí)，小球m1落在題圖中的E點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v，設(shè)斜面BC與水平面的傾角為θ，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有LEsin θ＝gt2，LEcos θ＝vt，解得v＝；小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)在題圖中的D點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v1，m2的落點(diǎn)是題圖中的F點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v2，同理解得v1＝，v2＝，只要滿(mǎn)足m1v＝m1v1＋m2v2，即m1＝m1＋m2，則說(shuō)明兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒；若兩小球的碰撞是彈性碰撞，由機(jī)械能守恒定律有m1v2＝m1v＋m2v，即m1LE＝m1LD＋m2LF. 對(duì)應(yīng)演練·遷移運(yùn)用 1．(多選)在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰

15、撞中的不變量實(shí)驗(yàn)中，哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差(　AB　) A．導(dǎo)軌安放不水平　　 B．小車(chē)上擋光板傾斜 C．兩小車(chē)質(zhì)量不相等　　 D．兩小車(chē)碰后連在一起 解析　實(shí)驗(yàn)要求小車(chē)碰撞前后均做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，才能準(zhǔn)確測(cè)量碰撞前后的速度，若導(dǎo)軌安放不水平，會(huì)引起誤差，選項(xiàng)A正確；小車(chē)的速度用擋光板的寬度與通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間的比值來(lái)計(jì)算，若擋光板傾斜，則會(huì)引起擋光板寬度的誤差，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選項(xiàng)B正確；實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要改變小車(chē)質(zhì)量和考慮各種碰撞情況，包括碰后連在一起的情況，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 2．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)A的前端黏有橡皮泥，推動(dòng)小車(chē)A使之做勻速運(yùn)動(dòng)．然后與原來(lái)

16、靜止在前方的小車(chē)B相碰并黏合成一體繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)．他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖甲所示，在小車(chē)A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz，長(zhǎng)木板下墊著小木片以平衡摩擦力． (1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在圖上，A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選__BC__段計(jì)算A的碰前速度，應(yīng)選__DE__段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度．(選填“AB”“BC”“CD”或“DE”) (2)已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量m1＝0.40 kg.小車(chē)B的質(zhì)量m2＝0.20 kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得：碰前總動(dòng)量為_(kāi)_0.420__kg·m/s，碰后總動(dòng)量為_(kāi)_0.417__kg·m/s. 解析　(1)取研究

17、對(duì)象運(yùn)動(dòng)情況比較穩(wěn)定的一段計(jì)算其運(yùn)動(dòng)速度． (2)碰撞前總動(dòng)量p1＝mAvA＝0.40× kg·m/s＝0.420 kg·m/s，碰后總動(dòng)量p2＝(mA＋mB)v＝(0.40＋0.20)× kg·m/s＝0.417 kg·m/s. 3．氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A、B探究碰撞中的不變量，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì)) 采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下： a．用天平分別測(cè)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．

18、在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷(xiāo)鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上； d．用刻度尺測(cè)出A的左端至擋板C的距離L1； e．按下電鈕放開(kāi)卡銷(xiāo)，同時(shí)分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞擋板C、D時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2. (1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量及其符號(hào)是__B的右端至擋板D的距離L2__. (2)作用前A、B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和為_(kāi)_0__；作用后A、B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和為_(kāi)_mA－mB__. (3)作用前、后A、B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因有__見(jiàn)解析__.(至少答出兩點(diǎn)) 解析　

19、A、B兩滑塊被壓縮的彈簧彈開(kāi)后，在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為勻速運(yùn)動(dòng)，因此只要測(cè)出A與C的距離L1、B與D的距離L2及A到C、B到D的時(shí)間t1和t2，測(cè)出兩滑塊的質(zhì)量，就可以探究碰撞中的不變量． (1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量為B的右端至擋板D的距離L2. (2)設(shè)向左為正方向，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)求得兩滑塊的速度分別為vA＝，vB＝－.碰前兩滑塊靜止，即v＝0，質(zhì)量與速度乘積之和為零，碰后兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和為 mAvA＋mBvB＝mA－mB. (3)產(chǎn)生誤差的原因 ①L1、L2、t1、t2、mA、mB的數(shù)據(jù)測(cè)量誤差； ②沒(méi)有考慮彈簧推動(dòng)滑塊的加速過(guò)程； ③滑塊并不是做標(biāo)準(zhǔn)的勻速直線(xiàn)運(yùn)

20、動(dòng)，滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦力； ④氣墊導(dǎo)軌不完全水平． 4．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)．氣墊導(dǎo)軌裝置如圖所示． (1)下面是實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向； ④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的彈簧； ⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間； ⑥先__接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源__，然后__放開(kāi)滑塊1__，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)．(

21、滑塊1與滑塊2碰后會(huì)黏在一起) ⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想紙帶如圖所示． ⑧測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為m1＝310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為m2＝205 g. 請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥. (2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為_(kāi)_0.620__ kg·m/s，兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為_(kāi)_0.618__ kg·m/s.(保留三位有效數(shù)字) (3)試說(shuō)明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是__紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間有摩擦__. 解析　(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)滑塊；(2)作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1的動(dòng)量

22、p0＝m1v0，由紙帶知v0＝ m/s＝2 m/s，即p0＝0.620 kg·m/s；作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為兩滑塊的動(dòng)量和，且此時(shí)兩滑塊黏在一塊，有相同的速度v，由紙帶可知v＝ m/s＝1.2 m/s，所以此時(shí)的動(dòng)量p＝(m1＋m2)v＝0.618 kg·m/s. 5．現(xiàn)利用圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．在圖甲中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器(未完全畫(huà)出)可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間． 實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑塊A的質(zhì)量m1＝0.310 kg，滑塊B的質(zhì)量m2＝0.108 kg，

23、遮光片的寬度d＝1.00 cm；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率f＝50.0 Hz. 將光電門(mén)固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰．碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為ΔtB＝3.500×10－3 s，碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示． 若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值(×100%)最大為5%，本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫(xiě)出運(yùn)算過(guò)程． 解析　按定義，物塊運(yùn)動(dòng)的瞬間時(shí)的速度大小v為v＝，① 式中Δs為物塊在短時(shí)間Δt內(nèi)走過(guò)的路程． 設(shè)紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為ΔtA，則 ΔtA＝＝0.02 s，② ΔtA可視為很短． 設(shè)A在碰撞前、后時(shí)速度大小分別為v0，v1.將②式和圖上提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入①式得 v0＝2.00 m/s，③ v1＝0.970 m/s，④ 設(shè)B在碰撞后的速度大小為v2，由①式得 v2＝，⑤ 代入題給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得v2＝2.86 m/s.⑥ 設(shè)兩滑塊在碰撞前、后的總動(dòng)量分別為p和p′則p＝m1v0，⑦ p′＝m1v1＋m2v2，⑧ 兩滑塊在碰撞前后總動(dòng)量相對(duì)誤差的絕對(duì)值為 δp＝||×100%，⑨ 聯(lián)立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得 δp＝1.7%<5%， 因此，本實(shí)驗(yàn)在允許的誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律． 答案　是在誤差范圍內(nèi)，過(guò)程略 10