1.4验证动量守恒定律课件

第一章动量守恒定律第4节验证动量守恒定律

让两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动，创造条件，使系统所受外力的矢量和近似为0，满足____________的条件。动量守恒实验思路

研究对象确定后，还需要明确所需测量的物理量和实验器材。需要测量物体的________，以及两个物体发生碰撞前后各自的________。物体的质量可用________直接测量。质量物理量的测量速度天平选取质量不同的两个物体进行碰撞，测出物体的质量(m1，m2)和碰撞前后的速度(v1，v′1，v2，v2′)，若满足m1v1＋m2v2＝__________________，则验证了碰撞前后总________守恒。m1v′1＋m2v2′

数据分析动量

实验：验证动量守恒定律方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒1.实验器材气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两个(带挡光片)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。实验装置4方案一：气垫导轨橡皮筋光电门挡光片

3.几种不同情形的碰撞（1）选取两个质量不同的滑块，在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架滑块碰撞后随即分开。甲：滑块碰撞后分开（2）两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动。如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连成一体。乙：滑块碰撞后粘连（3）原来连在一起的物体由于有相互斥力而分开，这也是一种碰撞，例如在两个滑块间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定。烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动。丙：弹簧使静止滑块分开参考案例一中的几种情况10一个运动滑块撞击静止滑块，（mAv+mB·0=mA·0+mBv）两者交换速度，总动量不变。两个静止滑块被弹簧片弹开，一个向左，一个向右，总动量依然为零。（0=mAv-mBv）一个运动滑块撞击静止滑块，撞后两者粘在一起，总动量不变。mAv=(mA+mB)v共两个滑块质量相等3.实验步骤（1）用天平测量两滑块的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。（2）安装好安装光电门、气垫导轨并调节气垫导轨水平。（3）使两滑块依次发生甲、乙、丙图所示的碰撞情况，记录挡光时间，计算滑块碰撞前后的速度。（4）验证：滑块碰撞前后动量守恒。（5）整理实验仪器。记录数据时应规定正方向。若速度方向与规定的正方向相同，则速度取正值，若速度方向与规定方向相反，则取负值。思考：如果物体碰撞后的速度方向与原来的方向相反，应该怎样记录？4.注意事项1）保证是一维碰撞。2）气垫导轨是一种精度较高的现代化教学仪器。切忌振动、重压，严防碰伤和划伤，绝对禁止在不通气的情况下将滑行器在轨面上滑磨。调整水平时注意利用水平仪。3）由于碰撞的情形很多，猜想的不变量只有在各种方案中都不变才能符合要求，成为实验结论。4）考虑到速度的矢量性，记录数据时应规定正方向。若速度方向与规定的正方向相同，则速度取正值，若速度方向与规定方向相反，则取负值。【实验方案一】利用气垫导轨完成一维碰撞实验【实验方案一】利用气垫导轨完成一维碰撞实验5.误差分析(1)碰撞可能不是精确的一维碰撞。(2)碰撞中其他力(例如：摩擦力、空气阻力等)的影响带来的误差。(3)测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测量和读数，同时增加测量次数，取平均值，尽量减小偶然误差的影响。方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律1、实验装置斜槽（末端水平）两个小球复写纸白纸天平、刻度尺、重垂线PMNOm1m2

测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。2、实验原理PMNOm1m2m1

>m2，以免碰撞后小球反弹。

m1只有入射小球从固定点下落时的情况实验过程动画模拟OPm1m2碰撞前后的动态过程MNOP实验过程动画模拟MNOPm1m2碰撞后的轨迹示意图实验过程动画模拟202.本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作平抛运动，用水平射程间接表示小球平抛的初速度：OP：mA以vA平抛时的水平射程OM：mA以v'A平抛时的水平射程ON：mB以v'B平抛时的水平射程验证的表达式：mA·OP=mA·OM+mB·ON1.两小球在水平方向发生正碰，水平方向合外力为零，动量守恒；21需测量的物理量：

1．用天平测两球质量mA、mB2．用米尺测量水平射程：OP、OM、ON221.先用天平称量出两个小球的质量mA、mB。3.在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。2.安装好实验装置，注意使实验器的斜槽末端点的切线水平。4.在白纸上记下重垂线所指的位置O，它表示入射小球mA碰撞前球心的竖直投影位置。3、实验步骤235.先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一位置处静止滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射小球不碰撞时的落地点。圆心即为小球平均落点246.把被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球从同一位置静止滚下，使它们发生正碰，重复10次，同理求出入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。7.用刻度尺测出线段OM、OP、ON的长度，把两小球的质量和相应的水平位移数值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立。25261.斜槽末端要切线要水平；2.每次小球下滑要从同一位置处由静止释放；

3.要保证对心碰撞，两球必须大小相等；4、注意事项：274.小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面，该小圆的圆心即为小球的平均落点；5.入射小球的质量mA和被碰小球的质量mB的大小关系是mA

>mB

。

方案三：摆球、量角器aABb

BAa

b

BA碰撞前碰撞后ab

=0a

=0b

a

b

课堂小结实验验