高二物理动量守恒定律,动量守恒定律概念及实验
高二物理动量守恒定律,动量守恒定律概念及实验m1υ1=m1υ1 m2υ2让质量较大的小球m1从斜槽上滚下,与放在斜槽末端的质量较小的小球m2发生正碰,碰前m1的入射速度为υ1,两球总动量为m1υ1.碰撞后,入射小球m1的速度为υ1′,被碰小球m2的速度为υ2′,两球总动量为队m1υ1′ m2υ2′,根据动量守恒定律,应有动量守恒定律是自然界中最普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观的巨大物体,也适用于微观粒子;既可用在低速运动的物体上,也适用于高速运转的物体。动量守恒可用运动学公式、牛顿运动定律推导。动量守恒定律实验示意图在实验中,我们要验证的是方程:m1·OP=m1·OM m2·ON是否成立。
动量守恒定律是高中物理一个非常重要且有难度的知识点,也是经常考到的知识点。从考题命题规律来看,动量守恒定律经常与其他知识点,如动能定理、机械能、牛顿第二定律、平抛运动等联系命题,难度较大。本文讲解动量守恒定律的基本概念,使用前提条件,以及实验,验证动量守恒定律的实验原理。
动量守恒定律概念
如果一个系统不受外力或所受到的外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量是不变的,这个规律我们叫做动量守恒定律。
大家要注意的是,动量是矢量,必须说明方向;在用动量守恒定律解题时,要规定好正方向。
动量守恒定律是自然界中最普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观的巨大物体,也适用于微观粒子;既可用在低速运动的物体上,也适用于高速运转的物体。动量守恒可用运动学公式、牛顿运动定律推导。
动量守恒定律实验示意图
在实验中,我们要验证的是方程:m1·OP=m1·OM m2·ON是否成立。
让质量较大的小球m1从斜槽上滚下,与放在斜槽末端的质量较小的小球m2发生正碰,碰前m1的入射速度为υ1,两球总动量为m1υ1.碰撞后,入射小球m1的速度为υ1′,被碰小球m2的速度为υ2′,两球总动量为队m1υ1′ m2υ2′,根据动量守恒定律,应有
m1υ1=m1υ1 m2υ2
如果测出两球的质量m1和m2及两球在碰撞前后的速度υ1、υ1′、υ2′,代入上式,就可以验证动量是否守恒.
用天平可测出两球质量m1、m2.
用平抛运动知识可以测出其速度:因它们下落的高度相同,故飞行时间相同,设为t,则它们飞行的水平距离s=υt,在图中有
OP=υ1t……①
OM=υ1′t ……②
ON=υ2′t ……③
如果实验中测得的m1、m2,OP、OM、ON满足关系
m1·OP=m1·OM m2·ON
把①②③代入上式后消去t可得到mυ1= m1υ1′ m2υ2′
结论:验证了m1·OP=m1·OM m2·ON;式子是成立的,就验证了动量守恒定律。
动量守恒定律实验注意事项
多次测量确定小球平均落点的方法
(1)先不放上被碰小球,让入射小球从斜槽上某一高度处滚下,重复10次,用尽可能小的圆把所有小球落点圈在里面,圆心P(如图8.6-1所示)就是小球落点的平均位置;
(2)把被碰小球放在斜槽前端边缘处,让入射小球从原来的高度滚下,使它们发生碰撞,重复10次,用上述方法找出碰后入射球平均落点位置M和被碰小球平均落点位置N;
(3)要调节好实验装置,使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平,使小支柱与槽口间距离等于小球直径,而且两球相碰时处在同一高度,碰撞后的速度方向在同一直线上;
(4)应使入射小球的质量大于被碰小球的质量;
(5)应使入射小球每次从槽上相同位置由静止滚下.可在斜槽上适当高度处固定一挡板,使小球靠着挡板,然后释放小球;
(6)白纸铺好后不能移动。
此文章由物理之家王尚老师提供
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