《实验：验证动量守恒定律》参考课件 02

第4节验证动量守恒定律第一章动量守恒定律问题1：碰撞的过程遵守什么规律呢?问题２：什么是一维碰撞？问题3：如何处理矢量的方向呢？问题4：如何设计实验？实验成功的条件是什么，如何保证？问题5：怎样测量物体的质量呢？问题6：怎样测量物体的速度呢？v1m1m2思考规定正方向保证碰撞是一维利用运动学知识，如匀速运动、平抛运动，借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。最简单的碰撞情况——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。这种碰撞叫做一维碰撞。如下图所示：v1m1v2m2v1m1v2=0m2v1=0m1v2=0m2弹簧v1m1v2m2一维碰撞气垫导轨碰撞滑块光电门L挡光条导轨水平一、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）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。挡光片的宽度时应尽量减小误差一个运动滑块撞击静止滑块。（mAv+mB·0=mA·0+mBv）两者交换速度，两个静止滑块被弹簧片弹开，一个向左，一个向右

0=mAv-mBv运动滑块撞击静止滑块，撞后两者粘在一起。mAv=(mA+mB)v共mA=mB弹性碰撞非弹性碰撞弹性碰撞弹性碰撞架一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒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、重垂线二、用平抛演示仪装置验证动量守恒定律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。落点确定：

二、用平抛演示仪装置验证动量守恒定律hPMNOm1m2圆心即为小球平均落点2、实验原理1.先用天平称量出两个小球的质量mA、mB。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。3.在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。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点。二、用平抛演示仪装置验证动量守恒定律5.

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。6.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。3、实验步骤1.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.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

。4、注意事项：二、用平抛演示仪装置验证动量守恒定律二、用平抛演示仪装置验证动量守恒定律θβ碰后粘到一起

设摆绳长为L，测出摆角θ和β，机械能守恒可得速度为ABAB保证两绳等长三、实验创新——利用单摆测速验证动量守恒橡皮泥测出相邻计数点间的距离Δx，相邻计数点间的时间Δt，

光滑桌面通过平衡摩擦力获得四、利用打点计时器测速验证动量守恒分析频闪照片中A、B滑块碰撞前后的位置情况，设频闪时间间隔为Δ

t

五、利用频闪照片测速验证动量守恒某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验。已知遮光片的宽度为L,两滑块质量分别为mA和mB,开始时滑块A和B相向运动,经过光电门的时间各自为ΔtA和ΔtB，碰撞后，滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起再次经过光电门时挡光时间为Δt(1)碰撞前A滑块的速度大小为

,碰撞前B滑块的速度大小为

。

(2)为了验证碰撞中动量守恒,需要验证的关系式是

(用题中物理量表示)。

(3)有同学认为利用此实验装置还能计算碰撞过程中损失的机械能。请用上述实验过程测出的相关物理量,表示出A、B系统在碰撞过程中损失的机械能ΔE=

。

例题(4)碰撞前、后A和B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，产生误差的原因有。(至少答出两点)①L1、L2、t1、t2、mA、mB

的数据测量误差②滑块并不是做标准的匀速直线运动，滑块与导轨间有少许摩擦力③气垫导轨不完全水平例题例2.某同学设计以下装置，通过半径相同的A、B

两球碰撞来探究碰撞过程中的不变量。(1)碰撞后B

球的水平射程是

cm。(2)(多选)在以下四个选项中，本次实验必须进行的测量是()A.水平槽上未放B

球时，A

球落点位置到O

点的距离B.A

球与B

球碰撞后，A、B

两球落点位置到O

点的距离C.A、B

两球的质量D.G

点相对于水平槽面的高度(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为

(用(2)中测量的量表示);

65.0例题ABCmA·OP＝mA·OM＋mB·ON课堂小结实验验证动量守恒定律的方法