实验验证动量守恒定律

1、.,实验：验证动量守恒,.,动量的表达式： 动量守恒定律：一个系统不受外力或所受外力之和为0，系统总动量保持不变。一个系统不受外力或 表达式：,p= m v,系统不受外力或所受外力之和为零，系统总动量保持不变,实验目的,验证两个小球在碰撞前后动量守恒.,.,N,M,O,O,P,mA,只有入射小球从固定点下落时的情况,.,N,M,O,O,P,mA,mB,碰撞时的动态过程,.,N,M,O,O,P,mA,mB,碰撞时的轨迹示意图,.,【实验目的】,利用平抛运动验证动量守恒,【实验器材】,天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球,.,验证动量守恒

2、定律的实验装置,mA,mB,说明：,mA 为入射小球，,mB 为被碰小球。,且mAmB,装置,.,实验原理,mAvA=mAvA+mBvB,2、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vA平抛时的水平射程,ON-mB以vB平抛时的水平射程,1、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。,ON=ON-2r(r代表小球的半径),验证式 mAOP=mAOM+mB(ON-2r）,验证的表达式：mAOP=mAOM+mBON,.,实验测量,测量的物理量： a用天平测两球质量mA、mB b

3、用游标卡尺测两球的直径D， 并计算半径r。 c水平射程：OP、OM、ON,.,实验步骤,、先用天平测量出两个小球的质量mA、mB。,、安装好实验装置,注意使实验器的斜槽末端点的切线水平。 把被碰球放在斜槽前的支柱上,调节实验装置使两球处于同一高度,且两球的球心和槽轴线在一直线上,两球心间的距离即为槽和支柱间的距离。垫木板和白纸时,要使木板水平。,准确记下重锤线所指的位置O。,从而确定0点位置,.,、先不放被碰球B,让入射球A从斜槽上同一高度处滚下,重复510次, 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,就是入射球的落地点P。,实验步骤,.,、过O、N在纸上作直线,取OO2

4、r,O即为被碰球被碰时球心投影位置。,、把被碰小球B放在支柱上,让入射小球A从同一高度滚下,使它们发生正碰,重复510次,仿步骤,求出入射小球A的平均落点M和被碰小球B的平均落点N。,实验步骤,.,、用刻度尺量OM、OP、ON的长度。把两小球的质量和相应的“速度数值代入表达式看是否成立:,、整理实验器材，放回原处。,实验步骤,验证式 mAOP=mAOM+mB(ON-2r）,.mp4,.,N,M,O,O,P,m1,只有入射小球从固定点下落时的情况,.,N,M,O,O,P,m1,m2,碰撞时的动态过程,.,N,M,O,O,P,m1,m2,碰撞时的轨迹示意图,.,由于v1、v1/、v2/均为水平方向

5、，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间也相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证：m1OP=m1OM+m2(ON-2r）即可。,【数据处理】,.,注意事项,、斜槽末端要切线要水平;,、每次小球下滑要从同一高度处由静止开始;,、要保证对心碰撞,先调高低,再调远近, 最后调左右;,、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 。,、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 。,.,训练,1、在做碰撞中的动量守恒的实验时，不需要

6、测量的物理量有 A、入射小球和被碰小球的质量 B、入射小球和被碰小球的直径 C、斜槽轨道的末端距地面的高度 D、入射球滚下到抛出时的高度差 E、入射球末碰撞时飞出的水平距离 F、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离,C D,高度差,高度,.,2、入射球m1碰撞前的速度以及被碰球m2碰撞后的速度可用其运动的水平位移来表示，图中M、N、P是小球的落点，下列说法中正确的是 A、O是被碰球在碰撞前其球心在纸上的垂直投影 B、O是碰撞前入射球的球心在纸上的垂直投影 C、被碰球碰撞后的动量可表示为 D、入射球碰撞前的动量可表示为,ABC,训练,.,3、在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如下图甲、乙两种

7、装置：（1）若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是：A.直尺 B.游标卡尺C.天平 D.弹簧秤 E.秒表,（2）设入射小球的质量为m1,被碰小球的的质量为m2,则在用甲装置实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为（用装置中的的字母表示） _,AC,m1OP=m1OM+m2(ON-2r） 因此，需要测小球的直径,ma OB= ma OA+ mb OC 因此，不需要测小球的直径,.,装置图,测量的物理量：,不用测小球直径,验证式,测量的物理量： a用天平测两球质量m1、m2 b用游标卡尺测两球的直径D， 并计算半径r。 c水平射程：OP、OM、ON,

8、m1OP=m1OM+m2(ON-2r）,m1OP=m1OM+m2ON,.,某同学用下图装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.,.,本实验必须测量的物理量有以下哪些选项 _. A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H B.小球a、b的质量ma、mb C.小球a、b的半径r D.小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、

9、OC F. a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h,B,E,.,这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_点和_点,A,C,ma mb，保证碰后两球都向前方运动；,不同时落地，无影响，平抛的飞行时间相同,(2)小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系？为什么？,（3）放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？如果不是同时落地，对实验结果有没有影响？为什么？,.,为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为_cm. 按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是: _. 如果两球相碰中有较大的动能损失

10、，即不是弹性碰撞，那么以上验证式还成立吗？为什么？,45.90,ma OB= maOA + mb OC,成立，动量守恒,., ma mb，保证碰后两球都向前方运动；,(3) 不同时落地，无影响，平抛的飞行时间相同；,(6) 。,答 案,返回键,.,学生实验和练习中的环境不同，造成了b球的抛出点也不同，处理问题时一定要灵活对待： 在学生实验中，a球的抛出点在斜面的边缘，b球的抛出点在立柱处。最终要验证的关系式是 m1OP=m1OM+m2(ON-2r）。因此，需要测小球的直径。 在练习所反映的实验中，两球的抛出点相同，都在斜面的边沿处。最终要验证的关系式是ma OB= ma OA+ mb OC 。

11、 因此，不需要测小球的直径。,.,实验：验证动量守恒,.,【实验目的】,利用平抛运动验证动量守恒,【实验器材】,天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球,.,验证动量守恒定律的实验装置,m1,m2,说明：,m1 为入射小球，,m2 为被碰小球。,且m1m2,返回目录,装置,.,实验原理,mAvA=mAvA+mBvB,2、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-入射小球碰前的水平射程,OM-入射小球碰后的水平射程,ON-被撞小球碰后水平射程,验证的表达式：mAOP=mAOM+mBON,1、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。,利用平抛运动规律,.,注意事项,、斜槽末端要水平;,、每次小球下滑要从同一高度处由静止下滑;,、要保证对心碰撞,先调高低,再调远近, 最后调左右;,、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 。,、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 。,条条记清！,.,如图所示为验证碰撞中的动量守恒的实验装置.设入射球