第一节验证动量守恒定律实验(探究)

1、第一节验证动量守恒定律实验（探究）一、实验目的：1研究一维碰撞（对心正碰）中的动量守恒2、培养学生的动手实验能力和探索精神二、实验原理：在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为mi、m2，碰撞前它们速度分别为 vi、V2,碰撞后的速度分别为 V；、v2 且系统所受外力的矢量和为0,只要验证miVi m2V2二BW m2V2，就可判断碰撞前后动量守恒。三、实验方案：A方案1：.利用气垫导轨实现两个滑块一维碰撞（一）、实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧、细绳等（二）、实验过程：1. 测质量：用天平测出滑块的质量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

2、计时器测出两个滑块各种情况下碰撞前后的速度（改变滑块的质量、改变滑块初速度的大小、方向）速度的测量方法：如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L.气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置.当挡光板穿入时，将光挡住开始计时， 穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t,则滑块相当于在 L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t 4. 验证一维碰撞中的动量守恒 例题1： 如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做探究碰撞中不变量的实验：（1）把两滑块A和B紧贴在一起，在 A上放质量为

3、 m的砝码，置于导轨上，用电动卡 销卡住A和B,在与A和B的固定挡板间放一弹 簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态。（2）按下电钮使电动卡销放开，同时起动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记 下A至C运动时间ti, B至D运动时间t2。（3）重复几次取ti, t2的平均值。请回答以下几个问题： 在调整气垫导轨时应注意 应测量的数据还有 ；，作用后A、B两 作用前A、B两滑块速度与质量乘积之和为滑块速度与质量乘积之和为 B方案2：.利用等长悬线悬挂大小相等的小球实现一维碰撞（一）、实验器材：带细线的两个相同小球、天平、铁架台、量角器等（二）、实验

4、过程:1. 测质量：用天平测出两个小球的质量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使其摆线伸直与竖直方向的夹角，从而计算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后小球的速度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例题2:在课本参考案例（二）中，下列说法正确的是（）A 悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B .由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C. 两小球必须都是钢性球，且质量相同D .两小球碰后可以粘合在一起共同运动C方案3：.利用小车在光滑水

5、平面上碰撞另一个静止的小车实现一维碰撞）、实验器材：小车两个、打点计时器、纸带、橡皮泥、天平、撞针等（二）、实验过程：1.测质量：用天平测出两个小球的质量2.安装：将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面，让小车 A运动，小车B静止，在两个小车的碰撞端分别装上碰撞针和橡皮泥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：可以通过纸带测出两个小车碰撞前后的速度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例3 .某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞 过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥， 推动小车A使之做匀速运动

6、.然后与原来静止在前 方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动， 他设计的具体装置如图所示. 在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.（1）若已得到打点纸带如图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选 段来计算A的碰前速度，应选 段来计算A和B碰后的共同速度（以上两格填“ AB或“ BC或“CD或DE”）.（2）已测得小车A的质量m=0. 40kg，小车B的质量m=0. 20kg，由以上测量结果可得：碰前 mAvA+mBvB=kg n）Z s;碰后 mAvA +nBvB =kg m/s.并比较碰撞前后两个小车质量与

7、速度的乘积之和是否相等.Aj|事4U-18.40cm10.50cm9.08cm16.95cm厂D方案4:.利用斜槽滚下的小球碰撞另一个小球实现一维碰撞（一）、实验器材： 斜槽小球平抛装置等（二）、实验过程：1. 测质量：用天平测出两个小球的质量，并选质量大的小球为入射小球2. 安装：将斜槽安装在水平桌面上，并调整斜槽使其底端水平，在地面上铺上白纸，上面再铺好复写纸，记下重锤线所指的位置0。3. 实验：（1）不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定位置处自由滚下。重复10次，用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心p就是小球落点的平均位置。（2）把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一

8、高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次，用（1）中的方法，标出入射小球发生碰撞后的落点的平均位置 M和被撞小球落点的平 均位置N。（ 3） 验证一维碰撞中的动量守恒 连接O, N.测量线段OP,OM,ON的长度，将 测量数据代入公式 m1 OP=m1 OM + m 2 ON,看在误差允许的范围内是否成立。例4 某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，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 C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

9、仍从位置C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是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P,为未放被碰小球 B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点若 B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，MP N 甲且平行于OP，米尺的零点与 O点对齐.（注意MAMj）（1）碰撞后B球的水平射程应为 cm在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：丄填选项号）.A. 水平槽上未放 B球时，测量A球落点位置到 O点的距离B. A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球或B球的直径D. 测量

10、A球和B球的质量E. 测量G点相对于水平槽面的高度自我测试1 某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图实所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证木块间相互作用时动量守恒.I图实一76(1) 该同学还必须有的器材是 .(2) 需要直接测量的数据是 (3) 用所得数据验证动量守恒的关系式是 2 某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车 A使之做匀速运动，然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动.他设计的具体装置如图实-78所示，在小车后连接着纸带，电磁打点计时器使用的电源频率为 50 Hz，长木板垫着小木片以平衡摩擦力.小韦R小车A 打点计时器紙带忻/图实一78(1) 若已得到打点纸带如图实一 7 9所示，并测得各计数点间距 (标在图上) A为运动起点，则应该选择 段来计算A碰前的速度，应选择 段来计算A和B碰后的共同速度.(