《验证动量守恒定律》实验的改进

《验证动量守恒定律》实验的改进
【摘要】《验证动量守恒定律》的实验在理论上清楚明白，但在实际操作中所得
出的实验数据常常与理论有较大的出入。

为什么会出现这样的差异？如何解决这
个问题?笔者根据多年的教学实践和反复思考，找出了这个实验本身存在的严重
不足，并提出了改进的方法。

【关键词】验证；动量守恒定律；实验改进《The verification momentum guard Heng laws 》experiment of improvement Wang
Fuang-xiang 【Abstract】《verification the momentum guard Heng laws 》of experiment theoretically clear understand, but at actual in operation income of experiment the data usually have with theories bigger discrepancy.Why will appear so
of difference?How work°out this problem?The writer practice according to the teaching for several years and again and again thinking, found out this experiment oneself existence of severity shortage, and put forward improvement of method.
【Key words】Verification;The momentum guard Heng laws;Experiment improvement
现行高中物理新课本（试验修订本·必修）第一册中关于《验证动量守恒定律》的
学生实验，仍沿袭原来各种版本的老教材，是用研究碰撞过程中动量守恒来验证
动量守恒定律的。

这个实验，只要求研究两小球正碰时的规律。

可是使用的实验
装置却是研究斜碰时的那套器材。

那套器材是为做斜碰实验设计的，像教材上那
样搬来做正碰实验（如图所1示），不仅不易调节，且误差较大。

其主要原因有二： 1、实验器材中两小球半径相同。

要使两球发生对心正碰，必须调节螺钉使
其顶端与水平槽末端在同一水平面上。

但碰后入射小球m
1
在离开水平槽水平飞
行2r距离的过程中，必然在竖直方向要下落一段距离，它就必定与螺钉上端碰撞。

这是一个系统误差。

螺钉调节得越准确，m
1
与它的碰撞越不可避免。

2、螺钉上
端放小球m
2
的小凹槽不太规则，螺母中螺纹攻得不正，多数螺钉是倾斜的，因
而虽然将螺钉的中心调到了水平槽的中心（实际上很难调准确），放上被碰小球
m
2后，m
2
的球心仍不一定在水平槽的中心，所以不能保证碰撞发生在一条直线
上。

针对上述原因，在教学中，我对该实验进行了如下简单的改进：旋动原仪器中的半圆铁片，将螺钉转到一边弃置不用。

将被碰小球m
2
直接放在水平槽末端
（如图2所示），让入射小球m
1在水平槽内与m
2
相碰。

这样既使实验便于操作，
而且还准确的保持碰撞一定是对心正碰，又可使测量小球飞出的水平距离更简便准确，从而大大减小了实验误差，提高了实验的精确度。

参考文献 [1]高中物理课本（人民教育出版社）第一册（试验修订本●必修）来稿日期：2010-03-19。