1.3科学验证：动量守恒定律

鲁科2019第3节

科学验证：动量守恒定律高中物理选择性必修一第1章动量及其守恒定律实验目的（1）验证动量守恒定律（2）体会将不易测量的物理量转换成易测量的物理量的实验设计思想实验器材实验原理与设计质量分别为m1和m2的两个小球A、B发生正碰，若碰撞前球A的速度为v1，球B静止，碰撞后的速度分别为v1'和v2'

，根据动量守恒定律，应有:可采用“平抛运动的特点”实验中测量平抛初速度的方法，设计实验装置如图1－27所示。m1v1=m1v1'+m2v2'用什么方法来解决速度的测量呢？让球A从同一位置C释放，测出不发生碰撞时球A飞出的水平距离lOP,再测出球A、B碰撞后分别飞出的水平距离lOM、lON,如图1－28所示。只要验证,m1lOP=m1lOM+m2lON即可验证动量守恒定律。A、B从相同高度做平抛运动，落地时间相同。m1v1=m1v1'+m2v2'm1lOP=m1lOM+m2lON实验步骤数据分析m1lOP≈m1lOM+m2lON在误差允许的范围内：实验结论通过实验分析，在误差允许的范围内，实验数据满足m1lOP＝m1lOM+m2lON，所以小球碰撞过程满足动量守恒定律。误差分析

1、球A与球B发生碰撞时，球A与斜槽末端还有一段距离，会使球A碰前的速度与球A单独释放时运动到槽末端的速度不相等，造成测得球A碰前速度误差；同时还会使球A不能马上做平抛运动，造成碰后误差。

2、测量误差：小球质量和平抛水平距离的测量误差。

3、A、B球的碰撞可能非对心正碰。改进：使A球碰后即做平抛。改进如图。其中小立柱D可以在小球碰后即自动右倒。测量时水平位移时球A与球B的平抛起点相差2r。D2rAB改进：多次测量求平均值改进：选择半径相同的小球例题某同学在做“验证动量守恒定律”的实验中，实验室具备的实验器材有：斜槽轨道，两个大小相等、质量不同的小钢球A、B，刻度尺，白纸，圆规，小铅锤。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点平均位置如图甲所示。(1)对于实验中注意事项、测量器材和需测量的物理量，下列说法中正确的是__________。A．实验前轨道的调节应注意使槽末端的切线水平B．实验中要保证每次A球从同一高度处由静止释放C．实验中还缺少的测量器材有复写纸和秒表D．实验中需测量的物理量只有线段OP、OM和ON的长度A、B

0.5m1·OP＝m1·OM＋m2·ONOP＝ON－OM例题某实验小组用如图甲所示的气垫导轨验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：①用游标卡尺测量遮光条的宽度d，并将遮光条安装在滑块A上，用天平测出滑块A和遮光条的总质量mA；②在滑块B的左端面粘上橡皮泥，用天平测出滑块B和橡皮泥的总质量mB；③断开气源电源，调节螺旋C的高度，平衡摩擦力，将滑块A、B静置于导轨上图甲所示的位置；④接通光电门，使光电计时器系统正常工作；⑤给滑块A一个向右的初速度，滑块A通过光电门M后与滑块B碰撞，碰后两者粘在一起，通过光电门N，记下遮光条经过光电门M、N的遮光时间t1和t2；⑥取下滑块A、B，断开气源电源，关闭光电计时器，整理器材。(1)上述实验步骤中错误的是__________(填步骤前的序号)，该步骤应改正为

；(2)游标卡尺测量的遮光条宽度d如图乙所示，则d＝__________mm；(3)正确进行实验操作，若测量结果满足关系式：____________________(用题中所给物理量的字母表示)，则两个滑块的总动量守恒；(4)若两个滑块碰撞后的总动量略小于碰撞前的总动量，其可能的原因是_______________________________________