Verificar la ley de conservación de la energía cinética
1. Utilice fotografía estroboscópica y rieles guía de cojines de aire para realizar el experimento "Exploración de invariantes en colisión". Los pasos son los siguientes:
①. Utilice una balanza para medir la masa del control deslizante 200 gramos y 300 gramos respectivamente;
②Instale el riel guía del colchón de aire y ajuste la perilla de ajuste del riel guía del colchón de aire para que el riel guía sea horizontal;
(3) Vierta aire comprimido en el riel guía del colchón de aire.
(4) Coloque los dos controles deslizantes en el riel guía, déles una velocidad inicial y comience a fotografiar con flash al mismo tiempo. El intervalo de tiempo del flash está configurado en y la foto es la siguiente:
Proceso experimental combinado y análisis de imagen:
La imagen se tomó después de cuatro flashes. Después de estos cuatro destellos, ambos controles deslizantes estaban dentro del rango de escala de 0~80 cm. Cuando parpadea por primera vez, el control deslizante A acaba de pasar y el control deslizante B acaba de pasar; un objeto está en un estado estacionario después de la colisión. Suponga que la dirección correcta es la dirección positiva, intente el análisis: el tiempo de colisión del control deslizante ocurre en el primer destello_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _después.
2. Un equipo experimental utilizó un riel guía con colchón de aire para verificar la conservación del impulso del deslizador durante la colisión. El dispositivo experimental se muestra en la figura.
1. Antes del experimento, ajuste la perilla de ajuste en la parte inferior del riel guía del colchón de aire para que el riel guía esté _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ después de inflar, cuando el control deslizante pueda; estar en el riel guía _ _ _ _ _ _ _ _Al moverse, significa que el riel guía del colchón de aire se ha ajustado.
2. En el experimento, primero el control deslizante 1 presiona el resorte ligero en el estante de expulsión en el extremo izquierdo del riel guía y luego libera el control deslizante 1. Después de pasar la puerta fotoeléctrica 1, el control deslizante 1 choca con el control deslizante 2 con la hoja de resorte fijada en el lado izquierdo, y luego el control deslizante 1 y el control deslizante 2 pasan la puerta fotoeléctrica 2 en secuencia, y los dos controles deslizantes frenan en secuencia; en el experimento, es necesario medir el control deslizante: la masa M1 del bloque 1 (incluido el deflector de luz), la masa m2 del control deslizante 2 (incluida la pieza de resorte y el deflector de luz), el tiempo de bloqueo de luz T1 del. deslizador 1 que pasa a través de la puerta fotoeléctrica 1, el tiempo de bloqueo de luz t2 que pasa a través de la puerta fotoeléctrica 2, _ _ _ _
3. Si _ _ _ _ _ _ _ _esta expresión es verdadera, significa que. El impulso de los controles deslizantes 1 y 2 se conserva durante la colisión. (Representado por símbolos de cantidades físicas)
3. El dispositivo que se muestra en la figura se utiliza para verificar la ley de conservación del momento. Una bola de acero A con masa mA se cuelga del punto O con un alambre delgado y una bola de acero B con masa mB se coloca en un pequeño pilar N con una altura h sobre el suelo. La distancia entre el punto O y el centro de la bola A es L, por lo que la línea que cuelga es recta y el ángulo entre ella y la dirección vertical es β. Después del lanzamiento, la bola A choca con la bola B en el punto más bajo. Después de la colisión, la bola A empuja el indicador luminoso OC, que originalmente estaba estacionario en la dirección vertical, formando un ángulo α con la dirección vertical, y la bola cae al suelo. Se extiende sobre el suelo un trozo de papel blanco cubierto con papel carbón y el ángulo β permanece sin cambios. Repita el experimento anterior varias veces, registre los puntos de aterrizaje de varias bolas B en papel blanco y luego mida el desplazamiento horizontal S de la bola B. La aceleración de la gravedad local es g.
2 bolas de acero A. y B La colisión de se considera aproximadamente como una colisión elástica, por lo que la masa de la bola A_____________la masa de la bola B (opcional "mayor que", "menor que" o "igual a"), para procesar múltiples bolas en el blanco paper Los datos del punto de caída B y luego determinar la posición promedio del punto de caída requieren más equipo que solo una báscula.
2. Usa las letras de las cantidades físicas dadas en la pregunta para expresar el momento de la bola A en el momento antes de la colisión, el momento de la bola A en el momento después de la colisión y el momento de bola B en el momento después de la colisión.
4. Como se muestra en la figura, en el experimento "Verificación de la ley de conservación del momento", se coloca un control deslizante con un protector de luz en el riel guía del colchón de aire del ancho del protector de luz. es el mismo, y las masas medidas son respectivamente. En el experimento, el resorte de luz comprimió los dos controles deslizantes acercándolos mucho con un alambre de hierro delgado y luego quemó el alambre de hierro delgado. El resorte de luz hizo rebotar los dos controles deslizantes. El tiempo para pasar a través de la puerta fotoeléctrica fue. medido de la siguiente manera.
(1) La imagen muestra diferentes escenas cuando los estudiantes A y B usan un micrómetro de espiral para medir el ancho de la visera. En la imagen, podemos ver que el indicador medido por el estudiante A es _ _ _ _ _ _ _ _ mm, y el indicador medido por el estudiante B es _ _ _ _ _ _ _ mm.
(2) La conservación del momento se expresa mediante cantidades físicas medidas, y la relación que debe satisfacerse es_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
5. Parte delantera del coche para empujar el coche a una velocidad constante. Luego choca con el coche que originalmente estaba parado delante y se pega a un cuerpo entero, y continúa moviéndose a velocidad constante. Conecte un trozo de cinta de papel a la parte trasera del automóvil. La frecuencia de alimentación del temporizador electromagnético es. Se coloca un pequeño trozo de madera debajo del extremo derecho de la tabla larga para equilibrar la fricción.
1. Si la cinta de papel es como se muestra en la Figura B, mida la distancia entre cada punto de conteo (marcado en la imagen). Si es el primer punto donde comienza el movimiento, deberás seleccionar _ _ _ _ _ _ _ _ para calcular la velocidad antes de la colisión, y _ _ _ _ _ _ _ para calcular la misma velocidad que después de la colisión (completar "o" o "o").
2. Se ha medido la calidad del coche. Según las mediciones anteriores, el impulso total del sistema antes de la colisión es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. (Resultados retenidos con cuatro cifras significativas)
3. Conclusión experimental: _ _ _ _ _ _ _ _.
6. Combinando el dispositivo mostrado en la Figura A y las fotografías tomadas por la cámara estroboscópica, se verifica la ley de conservación del impulso. Los pasos experimentales son los siguientes:
① Utilice una balanza para medir las masas mA y mB de las dos bolas A y B
(2) Instale el dispositivo experimental para mantener el plano al final del tobogán horizontal;
③ No coloque la bola B al final del tobogán primero, deje que la bola A se suelte desde la posición P en el tobogán en reposo. Después de que la pelota A sale del paracaídas, la cámara estroboscópica dispara continuamente dos posiciones de la pelota A (como se muestra en la Figura B);
(4) Coloque la pelota B al final del paracaídas y deje que la pelota A se quede quieta. El suelo se libera desde la posición P, provocando que colisionen, y la cámara estroboscópica captura continuamente las posiciones de las dos bolas (Figura C
⑤ Mida las cantidades físicas requeridas. Por favor responda:
1. En el experimento ①, las masas de las dos bolas A y B deben satisfacer _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
2. En el paso ⑤, las cantidades físicas que deben medirse directamente en la foto son _ _ _ _ _ _ _ (opcional "x0, y0, xA, yA, xB, Yb"). 3. Si el impulso se conserva entre dos bolas durante una colisión, la ecuación es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
7. Un grupo de interés en física utiliza el dispositivo que se muestra en la Figura A para verificar la ley de conservación del momento, midiendo el coeficiente de fricción cinética entre el punto A en la plataforma y el deslizador A, y A en un punto suficientemente grande. Plataforma horizontal. Coloque una puerta fotoeléctrica en un punto, con una superficie horizontal lisa a la derecha y una superficie horizontal rugosa a la izquierda. La aceleración de la gravedad local es g. Los pasos experimentales utilizados son los siguientes:
A. Fije el ancho de d en el control deslizante pequeño A. Barrera de luz estrecha;
B Utilice una balanza para medir la masa del control deslizante pequeño A (incluida la barrera de luz) y la bola pequeña B;
c. Utilice un cable delgado para separar A y B, sujete la luz comprimida y el resorte corto y descanse sobre la plataforma;
d. rebota y se mueve en la dirección opuesta; e. El control deslizante A pasa el tiempo de bloqueo de la barrera de luz cuando se utiliza la puerta fotoeléctrica;
F. , y usa una escala para medir la distancia entre los dos;
G. Después de que la bola B sale volando desde el borde de la plataforma, aterriza en el punto B en el suelo horizontal. altura h entre la plataforma y el suelo horizontal y la distancia horizontal entre la línea vertical en el borde de la plataforma y el punto B
H.
1 Utilice un micrómetro en espiral para medir el ancho del deflector de luz, como se muestra en la Figura B. El ancho del deflector de luz es _ _ _ _ _ _ _ _ _ mm
2 En este Para verificar la ley de conservación del impulso en el experimento, solo es necesario verificar que el impulso después del rebote sea igual, es decir, el impulso de A es igual al impulso de B _ _ _ _. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (Utilice las letras de las cantidades físicas involucradas en el experimento anterior)
3. Cambie la cantidad de compresión del resorte. Después de muchas mediciones, el grupo de interés obtuvo una. imagen de la relación entre distancia y como se muestra en la Figura C. La pendiente de la imagen es k, por lo que el lado izquierdo del punto A en la plataforma El coeficiente de fricción cinética con el control deslizante A es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
8. , la ley de conservación del impulso se puede verificar con un "probador de colisiones", es decir, se puede estudiar el impacto de dos pequeñas bolas antes y después de chocar en la parte horizontal de la órbita. Primero instale el dispositivo experimental, coloque un trozo de papel blanco en el suelo, coloque papel carbón sobre el papel blanco y observe la posición o indicada por la línea vertical gruesa. Los siguientes pasos experimentales son los siguientes:
Paso 1: No sueltes la bola 2, deja que la bola 1 ruede hacia abajo desde el punto A del tobogán hasta el suelo. Repita varias veces, use el círculo más pequeño posible para encerrar el punto de aterrizaje de la pelota y el centro del círculo es la posición promedio del punto de aterrizaje de la pelota;
Paso 2: coloque la pelota pequeña 2 en el paracaídas en En la posición del borde delantero B, deje que la bola 1 ruede hacia abajo desde el punto estacionario A, provocando que choquen. Repita varias veces y use el mismo método que el paso 1 para marcar la posición promedio después de que las dos bolas choquen;
Paso 3: use una escala para medir la distancia desde la posición promedio hasta el punto O, que es el longitud del segmento de recta.
(1) En el experimento anterior, además de medir la longitud del segmento de línea, las cantidades físicas que deben medirse son _ _ _ _ _.
A. Diferencia de altura entre dos puntos
b. Altura del punto b desde el suelo
C.
D. Radios r de la esfera 1 y la esfera 2
(2) Cuando la cantidad física medida satisface _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
( 3) Después de completar el experimento anterior, un equipo experimental modificó el dispositivo, como se muestra en la Figura 2. Coloque un plano inclinado entre el extremo del canal horizontal y el suelo horizontal. El vértice del plano inclinado está a la misma altura que el canal horizontal y está perfectamente conectado de modo que la bola 1 siga rodando desde el punto A del canal. las operaciones de los pasos experimentales 1 y 2. Encuentre el punto de aterrizaje promedio de las dos bolas en la pendiente. El vértice de la pendiente se mide en tres puntos utilizando una escala.