第20讲 实验十二：验证动量守恒定律
高考物理总复习 实验 验证动量守恒定律课件
(7)过 O 和 N 在纸上作一直线。
(8)用刻度尺量出线段 OM、OP、ON 的长度。把两小球的质
量和相应的数值代入 m1·OP ＝m1·OM ＋m2·ON ，看是否成立。
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方案三：小车速度的测量：v＝ΔΔxt ，式中 Δx 是纸带上两计数 点间的距离，可用刻度尺测量，Δt 为小车经过 Δx 的时间，可由打 点间隔算出。
2．验证的表达式 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。 方案四：验证的表达式 m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON
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四、实验步骤(怎么做) 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 (1)测质量：用天平测出滑块质量。 (2)安装：正确安装好气垫导轨。 (3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各 种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量；②改变滑块的初速 度大小和方向)。 (4)验证：一维碰撞中的动量守恒。
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七、误差分析(为什么) 1．系统误差 主要来源于装置本身是否符合要求，即： (1)碰撞是否为一维碰撞。 (2)实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两 摆球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力。 2．偶然误差 主要来源于质量 m 和速度 v 的测量。
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考查实验原理与操作
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方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验
(1)测质量：用天平测出两小车的质量。 (2)安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过
实验十二_验证动量守恒定律
用重锤线准确地标绘出槽口中心的 点位置 竖直投影点O。 从而确定0·
实验步骤 ③、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5～10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 ④、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5～10次,仿步
注意事项
①、斜槽末端要切线要水平;(如何确定？） ②、每次小球下滑要从同一高度处由静止开始; ③、要保证对心碰撞,先调高低,再调远近, 最后调左右; 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
骤③,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。 ⑤、过O、N在纸上作直线,取OO'＝2r,O'即为被 碰球被碰时球心投影位置。
实验步骤
⑥、用刻度尺量OM、OP、O'N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:
验证的表达式：mAOP=mAOM+mBO’N
⑦、整理实验器材，放回原处。
实验测量 测量的物理量： a．用天平测两球质量mA、mB 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
实验原理
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。
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
大小关系是
mA >
mB 。
动量守恒定律的实验验证与应用
动量守恒定律的实验验证与应用动量守恒定律是一个非常重要的物理定律，用于描述物体运动过程中动量的守恒关系。
简单来说，动量守恒定律可以被解释为“一个封闭系统中，所有相互作用的物体的总动量保持不变”。
为了验证动量守恒定律，我们可以进行一些实验。
一种简单的实验是通过利用弹性碰撞现象来观察动量守恒。
我们可以准备两个球体，分别用绳子悬挂起来。
首先，通过测量两个球的质量和初始高度，我们可以计算出它们的初始动量。
然后，我们让其中一个球静止不动，用另一个球进行碰撞。
通过观察和测量碰撞后两个球的运动情况，我们可以计算出碰撞后两个球的动量。
在实验中，我们可以发现碰撞前后两个球的总动量是守恒的。
也就是说，碰撞前后两个球的动量之和保持不变。
这验证了动量守恒定律的正确性。
动量守恒定律不仅在物理实验中得到了验证，而且在日常生活中也有很多应用。
例如，在交通事故中，动量守恒定律可以帮助我们解释事故发生后车辆的运动情况。
根据动量守恒定律，当两辆车发生碰撞时，它们的总动量保持不变。
如果一辆车速度很快，另一辆车速度较慢，那么碰撞后速度较慢的车辆会获得部分速度，而速度较快的车辆会减慢。
这有助于我们评估事故的严重程度和伤害情况，并为事故的调查提供依据。
另外，动量守恒定律还可以用于设计和改进各种交通工具和体育器材。
例如，在制造汽车时，设计师们可以通过调整车辆的质量和速度来保证驾驶安全性。
在制造体育器材时，设计师们可以根据动量守恒定律来确保器材的使用安全和运动效果。
此外，动量守恒定律还可以应用于航天技术领域。
在火箭发射过程中，火箭会喷出高速气体，从而产生一个向下的动量。
而火箭本身会受到一个向上的动量作用，从而推动火箭上升。
这种基于动量守恒定律的推进原理被广泛应用于航天器的发射和航行中。
总结起来，动量守恒定律通过实验验证，成为一个基本的物理定律。
它不仅在物理学中有重要地位，还可以应用于日常生活和各种领域的实际问题中，为我们解释和研究现象提供了强大的工具。
动量守恒的实验验证
动量守恒的实验验证动量守恒是物理学中的重要定律之一，它表明在一个系统内，当没有外力作用时，系统的总动量将保持不变。
本文将介绍几种实验验证动量守恒的方法。
一、小球碰撞实验1.实验目的通过观察小球碰撞过程，验证动量守恒定律。
2.实验材料两个相同质量的小球、平滑水平面3.实验步骤- 将两个小球置于水平面上，使它们保持静止。
- 以一定的速度使一个小球向另一个小球运动。
- 观察碰撞过程中两个小球的运动状态。
4.实验结果分析如果两个小球碰撞之后静止，或者以相同的速度相背而去，那么可以得出结论：系统的总动量在碰撞过程中守恒。
二、火箭发射实验1.实验目的通过火箭发射实验，验证动量守恒定律。
2.实验材料小型火箭模型、发射器、计时器3.实验步骤- 在室外安全的地方进行实验。
- 将火箭模型放入发射器中。
- 点燃火箭模型的发动机。
- 使用计时器记录火箭从发射器射出到完全停止的时间。
4.实验结果分析在火箭发射过程中，如果火箭以一定的速度射出，并且在空中逐渐减速直至停止，那么可以得出结论：火箭前后的动量改变之和等于零，验证了动量守恒定律。
三、弹簧振子实验1.实验目的通过观察弹簧振子的运动过程，验证动量守恒定律。
2.实验材料弹簧振子装置、标尺、计时器3.实验步骤- 将标尺固定在垂直方向上，用于测量振子的位移。
- 将弹簧振子拉到一定距离，释放后观察其振动过程。
- 使用计时器记录振子从一个极端位置振动到另一个极端位置的时间。
4.实验结果分析弹簧振子在振动过程中，如果振幅和周期保持一致，可以得出结论：振子在每个极端位置的动量改变之和等于零，并验证了动量守恒定律。
综上所述，通过小球碰撞实验、火箭发射实验和弹簧振子实验，我们可以验证动量守恒定律的有效性。
这些实验结果证明了在没有外力作用时，系统的总动量将保持不变的原理。
对于我们理解物体运动和相互作用具有重要意义，并在工程设计和科学研究中发挥着重要作用。
验证动量守恒定律实验
验证动量守恒定律实验1. 实验介绍动量守恒定律是经典力学中的一个重要定律，它表明在一个孤立系统中，当没有外力作用时，系统的总动量守恒。
本实验旨在通过一个简单的实验来验证动量守恒定律。
2. 实验目标通过实验，我们将验证动量守恒定律，并通过测量和计算来确定实验结果的合理性。
3. 实验材料•两个小球（质量分别为m1和m2）•光滑水平轨道•测量尺子•实验记录表格4. 实验步骤步骤一：准备工作1.在光滑水平轨道上放置两个小孔，使之距离适当，以便在后续实验中容易观察小球的运动。
2.测量并记录小球的初始位置。
3.将小球以适当的速度推向轨道上，确保小球的速度符合实验要求。
步骤二：实验记录1.同时释放两个小球并记录它们的初始速度。
2.观察小球运动并记录它们的位置和时间。
步骤三：数据分析1.根据测量的数据计算小球的动量（P）。
P = m1 * v1P = m2 * v22.计算初始动量之和和最终动量之和。
初始动量之和 = P1 + P2最终动量之和= P1’ + P2’3.检查初始动量之和和最终动量之和是否相等。
如果相等，则验证了动量守恒定律。
5. 实验注意事项1.实验时需要小心操作，避免小球掉落或发生碰撞。
2.测量和记录数据时要尽量准确。
3.在实验过程中要注意保持轨道的光滑，以确保小球的运动不受阻碍。
6. 实验结果与讨论经过实验测量和数据分析，我们发现初始动量之和和最终动量之和相等，这说明在该孤立系统中，动量守恒定律成立。
实验结果验证了动量守恒定律在这个封闭系统中的有效性。
此外，通过实验数据我们还可以进一步分析小球运动的特点。
通过观察小球的运动轨迹和计算得到的速度，我们可以得出小球在碰撞之后的运动状态，例如运动方向和速度的变化等。
7. 总结通过对动量守恒定律的验证实验，我们深入理解了这一物理定律的基本原理。
实验过程中，我们通过测量和计算，得出了实验结果并进行讨论分析。
实验结果表明，在一个孤立系统中，当没有外力作用时，系统的总动量守恒。
实验：验证动量守恒定律(高中物理教学课件)
角（α、β），若满足：
m1v1 m1v1'm2v2 '
m1 2gL（1 cos） m1 2gL（1 cos） m2 2gL（1 cos ）
m1
（1
cos）
m1
（1
cos
）
m2
（1
cos
）
则动量守恒。
典型例题
例1.如图甲，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程 度，以平衡摩擦力，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车A
祝你学业有成
2024年4月28日星期日8时27分12秒
OP OM ON
测量OP，OM，ON距离，若满足 量守恒。
m1 t m1 即：m1OP
t m2 t m1OM m2 ON
，则动
方案二.斜槽小球
如图若斜槽带支架，m1和m2由于不是同一个地方 做一平抛运动，验证动量守恒定律的表达式应为：
m1
OP t
m1
OM t
m2
O' N t
，即：m1
前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通打点计时器电 源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的 小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频 率为50Hz，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标 在图上。
（1）图中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车A碰撞前的
方案一.气垫导轨
测质量：天平 测速度：d/Δt
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。
m1
m2
若满足： m1
d t1
m2
d t2
m1
d t1 '
实验：验证动量守恒定律
维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件． (2)采取多次测量求平均值的方法减小偶然 误差．
1.在做“碰撞中的动量守恒”的实验中,入射 球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初 速释放,这是为了使 B （ ） A.小球每次都能水平飞出槽口 B.小球每次都以相同的速度飞出槽口 C.小球在空中飞行的时间不变 D.小球每次都能对心碰撞
OP 1 OP 2 OP 3 OP 10 10
D.用半径尽可能小的圆把P1、P2、P3,……,P10 圈住,这个圆的圆心是入射小球落点的平均位置P
3.如图所示为实验室中验证动量守恒 的实验装置示意图. （1）若入射小球质量为m1,半径为r1; 被碰小球质量为m2,半径为r2,则（ B） A.m1>m2,r1>r2 B.m1>m2,r1<r2 C.m1>m2,r1=r2 D.m1<m2,r1=r2 （2）为完成此实验,以下所提供的测量 工具中必需的是 (AC ) .（填下列对应 的字母） A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧 秤 E.秒表 （3）设入射小球的质量为m1,被碰小 球的质量为m2,P为碰前入射小球落 点的平均位置,则关系式（用m1、m2 及图中字母表示） ( m1OP m1OM m2 ON )成立,即 表示碰撞中动量守恒.
2.在“验证动量守恒定律实验”中,下列关于小球 落点的说法,正确的是（ B、D） A.如果小球每次从同一点无初速度释放,重复几次 的落点一定是重合的 B.由于偶然因素的存在,重复操作时小球落点不重 合是正常的,但落点应当比较密集 C.测定P的位置时,如果重复10次的落点分别是 P1,P2,P3,……,P10,则OP应取OP1、OP2、 OP3、……、OP10的平均值,即:OP=
验证动量守恒定律实验
验证动量守恒定律实验动量守恒定律是物理学中的一条基本定律，它描述了在孤立系统中，系统总动量在时间上保持不变的现象。
为了验证动量守恒定律，我们可以进行一系列实验来观察和测量物体的动量变化。
本文将介绍一种验证动量守恒定律的实验方法，并分析实验结果。
首先，我们需要准备以下实验材料：一个光滑的桌面，两个小球（质量分别为m1和m2），一个弹簧测力计，一个固定的支架，以及一张纸片。
实验步骤如下：1. 将支架固定在桌面上，并将弹簧测力计固定在支架的一端。
2. 在桌面上放置一张纸片，用它来观察小球的碰撞轨迹。
3. 将小球m1置于纸片上，并用弹簧测力计测量其初始速度v1。
4. 将小球m2以某一初始速度v2撞击小球m1。
5. 观察碰撞后小球m1和小球m2的运动轨迹，并用弹簧测力计测量小球m1的最终速度v'1。
根据动量守恒定律，我们可以得出以下结论：在弹性碰撞中，系统总动量在碰撞前后保持不变。
根据实验结果，我们可以进行以下分析：首先，观察小球m1和小球m2的碰撞轨迹，如果两个小球碰撞后分开，而不是粘在一起或粘在其他物体上，说明这是一个弹性碰撞。
其次，我们可以通过测量初始速度v1、v2和最终速度v'1来验证动量守恒定律。
根据动量的定义，动量等于物体的质量乘以速度：p = mv。
在碰撞前，小球m1的动量是p1 = m1v1，小球m2的动量是p2 = m2v2。
在碰撞后，小球m1的动量是p'1 = m1v'1，小球m2的动量是p'2 = m2v'2。
根据动量守恒定律，p1 + p2 = p'1 + p'2。
根据测量结果，我们可以计算出小球m1和小球m2在碰撞前后的动量，并验证是否满足动量守恒定律。
如果实验数据显示碰撞前后动量基本相等，即p1 + p2 ≈ p'1 + p'2，那么我们可以得出结论：动量守恒定律在该实验中得到了验证。
然而，如果实验数据显示碰撞后动量与碰撞前动量不相等，那么动量守恒定律在该实验中并未得到验证。
动量守恒实验验证动量守恒定律的原理
动量守恒实验验证动量守恒定律的原理动量守恒定律是物理学中的一项基本定律，它指出在一个孤立系统中，当没有外力作用时，系统内各个物体的动量总和保持不变。
这一定律的验证一直是实验物理学的重要内容之一。
下面我们将通过一系列实验来验证动量守恒定律的原理。
首先，我们可以进行一个简单的实验。
取一块小球和一段滑轨，并将球放置在滑轨的一端。
在另一端，我们可以用手轻轻给球一个初始速度。
然后观察当球滑到滑轨的另一端时，它是否以相同的速度反弹回来。
经过反复试验，我们会发现无论初始速度如何改变，球的反弹速度始终保持不变。
这实验证明了动量守恒定律的原理：在没有外力作用的情况下，系统中物体的总动量保持不变。
接下来，让我们来进行另一个实验，通过观察碰撞过程来验证动量守恒定律。
我们选择两个小球，A和B，它们分别具有不同的质量和初始速度。
将它们放在一个平滑的水平面上，并使它们沿相反方向运动。
当它们发生碰撞时，我们可以观察到它们的动量是否守恒。
实验结果显示，碰撞后两个小球的速度和方向发生了变化，但它们的动量之和仍然保持不变。
这意味着动量在碰撞前后仍然守恒。
动量守恒实验证明了动量守恒定律的原理，即惯性原理：一个物体的运动状态只有在受到外力作用时才会改变。
在实际生活中，我们还可以通过更复杂的实验来验证动量守恒定律。
例如，在一条直线上放置很多小球，并将其中一个球用手推向其他球。
当推动球与其它球发生碰撞时，我们可以观察到被碰撞的球被推起并继续向前推动其他球。
这个实验可以证明动量在系统中的传递和守恒。
此外，我们还可以通过更高级的实验，比如利用平衡台和吊瓶来验证动量守恒定律。
在这个实验中，我们可以调整吊瓶的质量和高度，然后释放吊瓶。
当吊瓶下落并与平衡台上的小球碰撞时，我们可以观察到小球向另一边移动，而吊瓶停在平衡位置上。
这个实验直观地展示了动量守恒的过程。
通过以上一系列实验，我们实验证明了动量守恒定律的原理。
动量守恒定律是对自然界普遍存在的运动现象的总结和归纳，它是物理学中最基本的定律之一。
实验十二验证动量守恒定律
实验十二验证动量守恒定律实验十二：验证动量守恒定律在物理学的广袤领域中，动量守恒定律是一个至关重要的基本定律。
它不仅在理论研究中具有深远的意义，还在实际应用中发挥着关键作用。
本次实验十二的目的，就是要通过一系列精心设计的步骤和操作，来验证这一伟大的定律。
在开始实验之前，让我们先来温习一下动量守恒定律的核心概念。
动量，简单来说，就是物体的质量与速度的乘积。
而动量守恒定律指出，在一个孤立系统中，不受外力或所受外力之和为零的情况下，系统的总动量保持不变。
为了进行这个实验，我们需要准备一些必要的器材。
首先是两个质量不同的滑块，它们将在光滑的水平导轨上运动。
此外，还需要光电门传感器、数字计时器、天平以及一些用于固定和调整装置的工具。
实验的装置搭建是一个关键的环节。
我们将水平导轨放置在水平桌面上，并确保其表面足够光滑，以减少摩擦力对实验结果的影响。
然后，将两个滑块分别放置在导轨上，并在它们的一端安装碰撞装置，使得两个滑块能够在适当的时候发生碰撞。
接下来，我们使用天平精确测量两个滑块的质量，分别记为 m1 和m2。
将测量得到的数据认真记录下来，因为这将是后续计算和分析的重要依据。
在实验开始时，我们先给其中一个滑块一个初始速度。
通过轻轻推动滑块，使其在导轨上匀速运动，然后经过光电门传感器。
数字计时器会准确记录下滑块通过光电门的时间，从而计算出滑块的初始速度v1。
然后，让两个滑块发生碰撞。
碰撞过程中，要注意观察它们的运动状态，确保碰撞是在水平方向上进行的，并且没有其他外力的干扰。
碰撞后，两个滑块会分别以不同的速度继续运动。
同样地，它们通过光电门传感器时，数字计时器会记录下相应的时间，从而计算出碰撞后的速度 v1' 和 v2'。
有了这些实验数据，我们就可以开始验证动量守恒定律了。
根据动量的定义，碰撞前系统的总动量为 m1v1，碰撞后系统的总动量为m1v1' ＋ m2v2'。
通过计算和比较碰撞前后系统的总动量，如果它们在误差允许的范围内相等，那么就成功地验证了动量守恒定律。
《实验：验证动量守恒定律》 知识清单
《实验：验证动量守恒定律》知识清单一、实验目的验证在碰撞过程中动量守恒定律是否成立。
二、实验原理1、动量守恒定律：如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：对于两个相互作用的物体，若初动量分别为 p1 和 p2 ，末动量分别为 p1' 和 p2' ，则有：m1v1 ＋ m2v2 ＝ m1v1' ＋ m2v2' 。
3、实验中，通过测量物体碰撞前后的速度，计算出碰撞前后的动量，比较它们是否相等，从而验证动量守恒定律。
三、实验器材1、气垫导轨、光电门、数字计时器。
2、滑块（两个，质量不同）。
3、天平（用于测量滑块的质量）。
四、实验步骤1、用天平测量两个滑块的质量 m1 和 m2 。
2、安装气垫导轨，使其水平放置，并连接好光电门和数字计时器。
3、给滑块一定的初速度，使其在气垫导轨上运动，记录通过光电门的时间 t1 和 t2 ，从而计算出滑块碰撞前的速度 v1 和 v2 。
4、让两个滑块在气垫导轨上发生碰撞，再次记录通过光电门的时间 t1' 和 t2' ，计算出碰撞后的速度 v1' 和 v2' 。
5、重复实验多次，减小实验误差。
五、数据处理1、计算碰撞前后两个滑块的动量。
碰撞前的动量：p1 ＝ m1v1 ，p2 ＝ m2v2 ，总动量 P ＝ p1 ＋ p2 。
碰撞后的动量：p1' ＝ m1v1' ，p2' ＝ m2v2' ，总动量 P' ＝ p1' ＋p2' 。
2、比较碰撞前后的总动量 P 和 P' ，若在误差允许范围内相等，则验证了动量守恒定律。
六、注意事项1、气垫导轨要水平放置，可通过调节导轨底座的螺丝来实现。
2、滑块的运动要平稳，避免碰撞时发生跳动或偏离导轨。
3、测量速度时，要确保滑块通过光电门的速度稳定。
4、多次实验取平均值，以减小偶然误差。
《验证动量守恒定律》课件
总结
动量守恒定律物理学中的重要性
动量守恒定律是物理学中非常重要的概念，在许多 实际应用中都扮演着关键的角色。
动量守恒定律的应用
动量守恒定律可以应用于各种运动，如台球等。
参考文献
• 《大学物理实验教程》 • 张思卿, 李朝兴. 动量守恒定律的实验验证[J]. 教育教学论坛, 2018, 34(16): 6-8.
2
实验结果的分析和讨论
通过分析实验结果，我们可以发现动量守恒定律的正确性。 Nhomakorabea3
实验误差分析
通过误差分析，我们可以提高实验精度，并得出更准确的结论。
结论
动量守恒定律的实验验证结果
本实验结果证实了动量守恒定律的正确性，并验证了这一原理的物理学意义。
对动量守恒定律的理解和应用
学生们通过本实验的学习，深刻理解了动量守恒定律的重要性，并能够将其应用于实际的问 题解决中。
验证动量守恒定律PPT课 件
本课程将介绍动量守恒定律，通过精心设计的实验，揭示这个物理学原理的 奥秘。您将了解动量是如何被定义和测量的，以及为什么动量守恒在许多实 际应用中非常重要。
动量守恒定律的定义
1 动量的定义
动量被定义为一个物体的质量乘以其速度。 它的单位是千克米/秒(Kg·m/s)。
2 动量守恒定律的定义
动量守恒定律是指，在一个封闭系统中，系 统总动量保持不变。
实验流程
实验器材和材料
本实验需要使用轨道、光电计、小球等物品。
实验步骤和方法
测量系统初始动量和末状态下的动量，并进行精确 的比较。
实验结果及分析
1
实验数据的处理和计算
我们根据实验数据计算出系统初始状态下的动量和末状态下的动量，并进行精确 的比较。
验证动量守恒定律实验报告
验证动量守恒定律实验报告一、实验目的验证在碰撞过程中动量守恒定律的正确性。
二、实验原理在一个理想的物理系统中，如果没有外力作用，系统的总动量保持不变。
在本实验中，通过研究两个物体的碰撞前后的动量变化，来验证动量守恒定律。
对于两个相互碰撞的物体，设它们的质量分别为 m1 和 m2，碰撞前的速度分别为 v1 和 v2，碰撞后的速度分别为 v1' 和 v2'。
根据动量的定义，动量 p ＝ mv，碰撞前系统的总动量为 P ＝ m1v1 ＋ m2v2，碰撞后系统的总动量为 P' ＝ m1v1' ＋ m2v2'。
如果在实验误差允许的范围内，P ＝ P'，则验证了动量守恒定律。
三、实验器材1、气垫导轨2、光电门计时器3、两个滑块（质量分别为 m1 和 m2）4、天平5、细绳、滑轮四、实验步骤1、用天平分别测量两个滑块的质量 m1 和 m2，并记录下来。
2、将气垫导轨调至水平。
可以通过调节导轨底部的螺丝，使滑块在导轨上能保持匀速直线运动，从而判断导轨是否水平。
3、安装光电门计时器。
在气垫导轨的适当位置安装两个光电门，分别用于测量滑块碰撞前后通过光电门的时间。
4、给滑块 m1 一定的初速度，使其与静止的滑块 m2 发生碰撞。
5、记录滑块通过光电门的时间 t1、t2、t1' 和 t2'。
6、根据公式 v ＝ d ／ t（其中 d 为光电门遮光片的宽度），计算出碰撞前后滑块的速度 v1、v2、v1' 和 v2'。
7、计算碰撞前系统的总动量 P ＝ m1v1 ＋ m2v2 和碰撞后系统的总动量 P' ＝ m1v1' ＋ m2v2'。
8、重复实验多次，以减小实验误差。
五、实验数据记录及处理｜实验次数|m1（kg）｜m2（kg）｜v1（m/s）｜v2（m/s）｜v1'（m/s）｜v2'（m/s）｜P（kg·m/s）｜P'（kg·m/s）｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|计算每次实验的碰撞前总动量 P 和碰撞后总动量 P'，并计算它们的差值ΔP ＝ P P'。
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图4－3－6
（1）若已得到打点纸带如图4－3－7所示，并测得各 计数点间距（标在图上）.A为运动起点，则应该选择 ______________段来计算A碰前的速度，应选择 ______________段来计算A和B碰后的共同速度.（以 上空格选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”）.
（2）已测得小车A的质量m1=0.40 kg，小车B的质量 m2=0.20 kg，由以上测量结果可得 碰前m1v0=____________ ______ kg· m/s；
即m1OP＝m1OM＋m2ON，
式中OP、OM和ON的意义如上图所示．
三、实验器材 斜槽，两个大小相等、质量不同的小球，重 垂线，复写纸，白纸，天平，刻度尺，圆规，三 角板等． 四、实验操作 1．用天平测出两个小球的质量m1、m2. 选质量 大的作为入射球m1. 2．按图实－ 7－2 所示安装好实验装置，使斜槽 的末端点切线水平． 3．在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，当 小球落在复写纸上时，便在白纸上留下了小球落 地的痕迹．
图4－3－8
解析：（1）碰撞前后物体的mv的矢量和保持不变，
即0=m1v1+m2v2 中运动的时间t相同. 在①式两边同时乘以时间t得0=m1v1t+m2v2t 即0=m1s1+m2s2 用标量的观点得m1s1=m2s2 ①
由于m1和m2分离后做平抛运动，由于高度相同在空
即需要刻度尺、天平.
（2）需直接测量的数据是两木块的质量m1、m2和 两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s1、s2. 答案：（1）刻度尺、天平 （2）见解析
车做匀速运动，又表示小车具有较大的速度，故BC段能
准确地描述小车A碰前的运动情况，应当选择BC段计算
小车A碰前的速度，而DE内小车运动稳定，故应选择DE
段计算碰后A和B的共同速度.
（2）小车A碰撞前的速度 v0=
BC 10 .50 10 2 1 5 0.02 5 f
m/s=1.050 m/s
(2)以平抛时间为时间单位，则平抛的水平距离在数 值上等于平抛初速度．设A未碰B时A球的水平位移 为xA，A、B相碰后A、B两球的水平位移分别为xA′、
xB′，A、B质量分别为mA、mB，则碰前A的动量可写
成mAxA，碰后A、B的总动量为mAxA′＋BxB′，要验
证动量是否守恒，即验证以上两动量是否相等．所以
4．在白纸上记下重垂线所指的位置O.
5．先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上同一
高度滚下，重复10次．用尽可能小的圆把所有的
小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均
位置．
6．把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球
从原来的高度滚下，使它们发生碰撞．重复实验 10次．用同样的方法标出碰撞后入射小球落点的 平均位置M和被碰小球落点的平均位置N.
该实验应测量的物理量有mA、mB、xA、xA′、xB′.
[答案]
(1)、64.7(64.2 cm到65.2 cm都正确) (2)、ABD
例2、 (2008· 宁夏高考)某同学利用如图 所示的装置验
证动量守恒定律．图中两摆摆长相同，悬挂于同一高
度，A、B两摆球均很小，质量之比为1∶2.当两摆均
处于自由静止状态时，其侧面刚好接触．向右上方拉
误差主要来源于： 1．难做到准确的正碰，则误差较大；斜槽末端 若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误 差． 2．O、P、M、N各点定位不准确，测量和作图 有偏差．
例1、 某同学用图实－ 7－3 所示装置通过半径相同的A、
B两球的碰撞来验证动量守恒定律．图中PQ是斜槽，QR
为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静 止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕 迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球 放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静
实验十二 验证动量守恒定律
一、实验目的
验证碰撞中的动量守恒． 二、实验原理 质量为m1和m2的两个小球发生正碰，若碰前 m1运动，m2静止，根据动量守恒定律应有：m1v1 ＝m1v1′＋m2v2′.因小球从斜槽上滚下后做平抛 运动，由平抛运动知识可知，
只要小球下落的高度相同，在落地前运动的 时间就相同，则小球的水平速度若用飞行时 间作时间单位，在数值上就等于小球飞出的 水平距离．所以只要测出小球的质量及两球 碰撞后和不发生碰撞时飞出的水平距离，代 入公式就可验证动量守恒定律．
例4、某同学设计了下面的实验：把两块大小不同的木 块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，如图4－ 3－8所示.将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细 线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，验证实 验得到的结论：碰撞前后物体的mv的矢量和保持不变. （1）该同学还必须用的器材是 ______________________________ ________________； （2）需直接测量的数据是 ______________________________ ________________.
止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留
下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．中O点是水平
槽末端R在记录纸上的垂直投影点．B球落点痕迹如图实
－ 7－4 所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O 所在的平面，米尺的零点与O点对齐．
图实－ 7－3
图实－ 7－4
(1)碰撞后B球的水平射程应取为________cm.
1 2 mB vB mB gl (1 cos 450 ) 2
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2.有 p1＝mBvB 联立得 同理可得 ③
0
P mB 2 gl (1 cos 45 ) 1
⑤0
④
P2 (mA mB ) 2 gl (1 cos 30 )
联立④⑤式得
小车A在碰撞前：
mAv0=0.40×1.050 kg· m/s=0.420 kg· m/s
DE 6.95 10 2 碰后A和B的共同速度v共= m/s 1 5 0.02 5 =0.695 m/s f
碰撞后A和B：
（m1+m2）v共 =（0.20+0.40）×0.695 kg· m/s =0.417 kg· m/s 结论：在误差许可的范围内，碰撞中mv的矢量和守恒.
碰后（m1+m2）v共=____________ kg· m/s.
由此得出结论______________________.
思路点拨：推动阶段：点迹不均匀；碰前匀速运动阶段：
点迹均匀且最大；碰撞阶段：点迹不均匀且由疏变密；碰
后匀速运动阶段：点迹均匀且较密.
解析：（1）分析纸带上的点迹可以看出，BC段既表示小
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？
______________(填选项号)
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距
离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球与B球的质量(或两球质量之比)
E．测量G点相对于水平槽面的高度
[解析]
(1)用最小的圆将所有点圈在里面，圆心位置
即为落点平均位置，找准平均位置，读数时应在刻度
尺的最小刻度后面再估读一位．读数为64.7 cm.
(2)以平抛时间为时间单位，则平抛的水平距离在数值 上等于平抛初速度．设A未碰B时A球的水平位移为xA， A、B相碰后A、B两球的水平位移分别为xA′、xB′， A、B质
动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角，然后将
其由静止释放．结果观察到两摆球粘在一起摆动，且
最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%，
此实验是否成功地验证了动量守恒定律？
[解析]
设摆球A、B的质量分别为mA、mB，摆长为l，碰
撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下，根据
机械能守恒定律得
⑥
代入已知条件得(
)2≈1.03
由此可以推出
≈1.4%<4%
所以，此实验在误差允许的范围内验证了动量守恒 定律．
例3、 某同学设计了一个用打点计时器做“验 证碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端 粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然 后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体，继 续做匀速运动.他设计的具体装置如图4－3－6 所示，在小车后连接着纸带，电磁打点计时器 使用的电源频率为50 Hz，长木板垫着小木片以 平衡摩擦力.
五、注意事项
1．入射小球m1和被碰小球m2大小应完全相同， 且m1＞m2. 2．入射小球每次都必须从斜槽上同一高度处由 静止滚下． 3．斜槽末端切线方向必须水平． 4．两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上． 5．白纸铺好后不能移动。
六、误差分析
实验中发现碰撞后系统(m1、m2)水平方向
的总动量小于碰撞前系统水平方向的总动量，
7．测量线段OP、OM、ON的长度，将测量数据填入下 表中.
实 验 次 数 1 2
入射小 球的质 量m1/g
被碰小 球的质 量m2/g
OP OM ON 碰前 碰后 (cm) (cm) (cm) 动量 动量
把两小球的质量和相应的数值代入 m1OP＝m1OM＋m2ON， 看是否成立． 8．整理实验器材放回原处．