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1、实验：验证动量守恒定律,一、实验目的 验证碰撞中的动量守恒。二、实验原理 在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1和m2及碰撞前、后物体的速度v1、v2及v1、v2，找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量pm1v1m2v2，看碰撞前、后动量是否守恒。,三、实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。方案四：斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆
2、规、三角板。,四、实验步骤方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出滑块质量。(2)安装：正确安装好气垫导轨。(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(改变滑块的量改变滑块的初速度大小和方向)。(4)验证：一维碰撞中的动量守恒。,方案二：利用等长悬线悬挂大小相等的小球完成一维碰撞验(1)测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。(2)安装：把两个大小相等的小球用等长悬线悬挂起来。(3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。(4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞
3、后对应小球的速度。(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验。(6)验证：一维碰撞中的动量守恒。,(6)把被碰小球放在斜槽的末端，让入射小球从同一高度滚下，使它发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N。(7)过O和N在纸上作一直线。(8)用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度把两小球的质量和相应的数值代入m1OPm1OMm2ON，看是否成立。,六、注意事项1前提条件 碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。2方案提醒(1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平。(2)若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水线上，且
4、刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内。,(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用 以平衡摩擦力。(4)若利用斜槽小球碰撞应注意：斜槽末端的切线必须水平；入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；选质量较大的小球作为入射小球；实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。,3探究结论 寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。七、误差分析1系统误差 主要来源于装置本身是否符合要求，即：(1)碰撞是否为一维碰撞。(2)实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平， 两摆球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力。2偶然误差 主要来源于质量m和速度v的测量
5、。,【例1】在“验证动量守恒定律”的实验中，为了使实验得到较好的效果：(1)在调整实验装置时，应注意调整轨道末端_ _；这是为了_(2)在做实验时，比较斜槽轨道上较低位置和较高位置，应选择_释放小球，理由是:,基本实验过程,切线沿水平方向,保证入射小球和被碰小球在碰后都能做平抛运动,较高位置,因为入射球在碰撞前可获得较大的速度，和被碰球之间的相互作用时间可以缩短，增大它们之间的相互作用力，球所受的阻力可忽略不计,2022/11/26,16,可编辑,(3)如碰撞小球的半径为r1，质量为m2，实验记录下小球的落点为M、P、N，如图所示，则本实验验证动量守恒的根据是看_,m1OM+m2ON是否与m1
6、OP相等,1对实验的要求不明确 2不能准确确定小球的起点与落点 3不理解实验原理导致对所需测量的物理量不清楚,【例2】某同学用图626(甲)所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽，QR为水平槽实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次图中O点是水平槽末端R在记录纸上垂直投影点.,B球落点痕迹如图(乙)所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、
7、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐,图626,(1)碰撞后B球的水平射程应取为_cm.(2)在以下选项中，哪些不是本次实验必须进行的测量？答_(填选项号)A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离；BA球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离；C测量A球与B球的直径；D测量A球和B球的质量(或两球质量之比)；E测量G点相对于水平槽面的高度,64.265.2,ABD,【例3】某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验，在小车A的前端黏有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起，继续做匀速运动，设计如图 (甲)所示，在小车A的后面连着纸带，电磁打
8、点计时器的频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力,题型验证动量守恒定律实验的迁移运用,(1)若已得到打点纸带如图(乙)所示，并测得各计数点间的距离在图上标出A为运动起始的点，则应选_段来计算A碰前的速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度 (2)已测得小车A的质量mA=0.40kg，小车B的质量mB=0.20kg，则由以上结果可得碰前总动量=_kgm/s，碰后总动量=_kgm/s.得到的结论是_(计算结果保留三位有效数字),【切入点】通过纸带和文字叙述进行判断，速度大时点之间距离大要知道平均速度的求法【解析】 因为小车A与B碰撞前、后都做匀速运动，且碰后A与B黏合在一起，其共同速度比
9、A原来的速度小所以应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计算A的碰前速度，点间距小的DE段计算A和B碰后的共同速度,【思维拓展】本题说明了另外一种验证动量守恒定律的例子，值得注意其方法，下题还列举了用摆球做实验验证动量守恒的实例对于相关的实验，在解析过程中要从实验原理出发进行研究，不能对实验器材和实验步骤进行死记硬背,跟踪训练1用如图所示的装置验证动量守恒定律，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的水平面上，O点到A球球心的距离为L，使悬线在A球释放前张直，且与竖直线的夹角为；A释放后摆动到最低点时恰好与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录了多个B球的落点图中s是B球平均落点到平台边缘的水平距离,L,H,s,mA,mB,0,2022/11/26,31,可编辑,
