实验：探究碰撞中的守恒量

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动量的守恒与碰撞实验

动量的守恒与碰撞实验动量是描述物体运动状态的重要物理量，而动量的守恒是指在孤立系统中，总动量在碰撞前后保持不变。

碰撞实验是研究动量守恒的典型实验之一，通过观察碰撞前后物体的运动状态变化，可以验证动量守恒定律的成立。

一、实验介绍在进行碰撞实验之前，我们需要准备以下实验装置和材料：1. 钢球2. 弹簧垫片3. 实验台4. 倾斜导轨5. 计时器6. 电子天平7. 铅垂直距离测量装置二、实验步骤1. 首先，将实验台放在水平平稳的地面上，并固定好倾斜导轨。

2. 在导轨的顶端放置一只钢球，使其静止。

3. 测量重力的垂直分力作用点距离地面的高度，并记录下来。

4. 根据所选实验条件，选择两个不同的钢球对进行碰撞实验，并将其质量分别称量，并记录下来。

5. 将一个钢球放在导轨的底部，用弹簧垫片使其微微抬起，待钢球克服弹簧力时，将弹簧垫片拔掉，使钢球做自由下落。

6. 通过计时器记录钢球自由下落的时间，并计算出其下落的高度。

7. 将另一个钢球放在导轨的顶部，使其静止。

8. 通过计时器记录第一个钢球下落到导轨底部的时间，并记录下来。

9. 计算出第一个钢球的动量。

10. 提示同学准备好观察和记录碰撞以及碰撞后钢球的运动状态。

三、实验结果进行上述实验步骤后，我们可以得到以下实验结果：1. 钢球的质量（m1、m2）2. 钢球自由下落的时间（t）3. 钢球自由下落的高度（h）4. 第一个钢球下落到导轨底部的时间（t'）四、实验讨论1. 根据实验结果，我们可以计算出第一个钢球的动量，即m1v1，其中v1为第一个钢球在下落时的速度。

2. 在碰撞实验中，观察和记录第一个钢球和第二个钢球在碰撞前后的运动状态。

3. 根据碰撞前后的运动状态变化，可以验证动量守恒定律的成立。

4. 分析实验结果，讨论动量守恒定律在碰撞实验中的应用和意义。

五、实验总结通过本次碰撞实验，我们加深了对动量守恒定律的理解，并应用实验方法验证了它的成立。

碰撞实验是研究动量守恒的重要手段之一，通过观察和记录物体在碰撞前后的运动状态变化，可以进一步认识和探索物体之间相互作用的规律性。

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒示例文章篇一：《神奇的气垫导轨实验——探究滑块碰撞时的动量守恒》嘿，小伙伴们！你们知道吗？最近我们在科学课上做了一个超级酷的实验——研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒。

这可把我和同学们兴奋坏啦！一进实验室，那一排排整齐的气垫导轨就像等待检阅的士兵，可威风啦！老师先给我们讲解了实验的原理和步骤，我的眼睛紧紧盯着老师，耳朵竖得像天线，生怕错过任何一个关键的地方。

实验开始啦！我和同桌一组，我们小心翼翼地把滑块放在气垫导轨上，就好像在照顾刚出生的小宝宝一样。

“哎呀，你轻点儿！”同桌着急地喊道。

“我已经很小心啦！”我也不甘示弱地回应。

我们调整好滑块的初始速度，然后紧张地等待着它们碰撞的那一刻。

“砰！”两个滑块撞在了一起，那声音就像过年时放的鞭炮，吓得我心里“咯噔”一下。

“这到底守不守恒啊？”我心里直犯嘀咕。

旁边小组的同学也在热火朝天地进行着实验，时不时传来一阵欢呼声或者懊恼声。

“快看，我们成功啦！”“哎呀，怎么又不对啦！”整个实验室充满了紧张和兴奋的气氛。

我们一次又一次地调整着实验参数，失败了就互相鼓励，成功了就开心得手舞足蹈。

这感觉就像是在大海里航行，有时候遇到风浪，有时候又能看到美丽的彩虹。

经过无数次的尝试，我们终于得到了理想的数据。

看着那些密密麻麻的数字，就好像是解开了一道超级难的数学题，心里别提多有成就感啦！这时候，我不禁想到，我们的生活不也像这滑块碰撞一样吗？有时候会遇到挫折和困难，就像滑块碰撞时的能量损失，但只要我们坚持不懈，不断调整自己的方向和速度，最终还是能实现我们心中的“动量守恒”，达到我们想要的目标呀！小伙伴们，你们说是不是这个理儿？这次实验让我深深地感受到了科学的魅力和探索的乐趣，我以后一定要更加努力地学习科学知识，去探索更多未知的奥秘！示例文章篇二：《气垫导轨上的神奇碰撞》嘿，同学们！你们知道吗？最近我们在科学课上做了一个超级有趣的实验——研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒。

在“碰撞中动量守恒实验”中关于弹性碰撞的条件

“碰撞中动量守恒实验”中弹性碰撞应满足的条件一、公式推导碰撞过程无能量损失，这样的碰撞叫弹性碰撞。

即弹性碰撞同时满足动量守恒和动能守恒。

中学阶段常常研究一个运动的物体去碰撞另一个静止的物体，我们假设质量为m1的小球以速度v0去碰撞静止的质量为m2的小球，碰后m1的速度为v1,m2的速度为v2,则：动量守恒：m1v0=m1v1+m2v2①动能守恒：m1v02/2=m1v12/2+m2v22/2 ②移项得：m1(v0-v1)=m2v2m1(v02-v12)/2=m2v22/2两式相除得：v0+v1=v2③③式是一个重要表达式，我们来看四道变式题。

变式1：某同学用变式1图示装置验证动量守恒定律。

斜槽与水平槽平滑连接，通过位于水平槽右端的重锤线，在白纸上记录位置 O，测得大小相同的两小球 A、B 质量分别为 m1、m2。

实验时先不放B 球，使 A 球多次从斜槽上某一固定点 S 由静止滚下，找到其在记录纸上平均落点位置 P。

再把 B 球放置于水平槽右端边缘处，仍让 A 球多次从 S 处由静止滚下，找到 A 球和 B 球碰撞后分别在记录纸上的平均落点位置 M、N。

用刻度尺测得各落点到 O 点的距离为 OM、OP、ON。

（1）要使实验顺利进行，两球质量需满足的条件是：m1 m2（填“＞”“＝”或“＜”）。

（2）实验中，（填“需要”或“不需要”）测量水平槽右端与 O 点之间的高度 H；（填“需要”或“不需要”）用秒表测小球做平抛运动的时间 t。

（3）若 A、B 两球碰撞前后动量守恒，其表达式为（用题给物理量符号表示）。

（4）在误差允许范围内，若满足表达式（用OM、OP、ON表示），则说明滑A、B之间的碰撞为弹性碰撞。

解析：（1）＞（2）不需要；不需要（3）m1·OP＝m1·OM＋m2·ON（4）利用推导出来的③式，可得：∑v0∆t+∑v1∆t=∑v2∆t即：OP+OM=ON变式2：某同学利用变式2图所示装置“探究动量守恒定律”。

动量守恒实验的技巧和结果分析

动量守恒实验的技巧和结果分析实验目的：通过动量守恒实验，探究物体之间的碰撞过程中，动量守恒定律的适用条件、实验方法及结果分析。

实验材料：实验台、两个小球、两个干净的台碟、定滑轮、尺子、电子天平、计时器。

实验原理：动量守恒定律指出，在一个孤立系统中，总动量守恒。

即在没有外力作用下，系统内物体的总动量在碰撞前后保持不变。

在实验中，我们可以通过观察碰撞前后物体的运动情况来验证动量守恒定律。

实验步骤：1. 在实验台上放置两个小球，分别用两个台碟承托，保证小球的运动不受到摩擦力的干扰。

2. 用定滑轮固定尺子一端，将另一端固定在一个小球上，使小球悬空。

3. 将另一个小球放置在离悬空小球一定距离的位置上，使两个小球处于静止状态。

4. 记录下悬空小球的质量m1，以及放置在静止位置上的小球的质量m2。

5. 用电子天平测量小球的质量，并记录下两个小球的质量值。

6. 用计时器测量小球在碰撞过程中的时间间隔，并记录下时间值。

7. 松开尺子，使悬空小球开始下落，直至与静止小球发生碰撞。

8. 在碰撞过程中，观察小球的碰撞前后速度变化情况，并记录下实验结果。

结果分析：通过实验观察和记录到的数据，我们可以进行以下结果分析：1. 碰撞过程中，两个小球的动量是否守恒？根据动量守恒定律，在不受外力干扰的情况下，碰撞前后，物体的总动量应该保持不变。

通过实验测量到碰撞前后小球的速度，可以计算出小球的动量，并验证动量守恒定律的适用性。

2. 碰撞过程中，小球的动能是否守恒？在一个孤立系统中，动能守恒定律也是一个重要的物理原理。

通过实验观察小球的碰撞过程，可以计算出碰撞前后小球的动能，从而验证动能守恒定律的适用性。

3. 碰撞过程中，是否存在能量损失？实验中的摩擦力和空气阻力等因素都可能导致能量的损失。

观察小球碰撞后的动能变化，可以判断碰撞过程中是否存在能量损失。

4. 实验结果与理论预期是否一致？根据动量守恒定律和动能守恒定律的理论推导，我们可以对实验结果进行分析和比较，判断实验结果与理论预期是否一致。

高二《碰撞及其动量守恒实验》

卓越个性化教案 GFJW0901 学生姓名曹翊年级高二授课时间 2013-5-01 教师姓名胡梦莎课时 2课时验证动量守恒定律实验【实验原理】一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。

由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。

因此，只要分别测出两小球的质量m 1、m 2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s 1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s 1'和s 2'，若m 1s 1在实验误差允许范围内与m 1s 1'+m 2s 2'相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。

【实验器材】碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不等的小球，白纸，复写纸，天平和砝码，刻度尺，游标卡尺（选用），圆规。

【实验步骤】（1）．用天平测出两个小球的质量m 1、m 2。

（2）．安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。

（3）．在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。

（4）．在白纸上记下重锤线所指的位置O ，它表示入射球m 1碰前的位置。

（5）．先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P 。

（6）．把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触而发生正碰。

（7）．再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤5求出入射小球的落点的平均位置M 和被碰小球落点的平均位置N 。

（8）．过O 、N 作一直线，取OO '=2r （可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离），O '就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。

105知识讲解实验：研究碰撞中的动量守恒

实验：研究碰撞中的动量守恒【学习目标】1．明确探究碰撞中的不变量的基本思路；2．掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前、后速度的测量方法； 3．掌握实验数据处理的方法； 4．掌握案例的原理、方法．【要点梳理】要点诠释：要点一、实验内容 1．实验目的该实验的目的是追寻碰撞过程中的不变量，由于质量不是描述运动状态的量，因此我们需要在包括物体质量和速度在内的整体关系中探究哪些是不变的，所以实验中一方面需要控制碰撞必须是一维碰撞，另一方面还要测量物体的质量和速度，并通过计算探究不变量存在的可能性．2．实验探究的基本思路（1）一维碰撞．两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这一直线运动，这种碰撞叫做一维碰撞．（2）追求不变量．在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为12m m 、，碰撞前的速度分别为12v v 、，碰撞后的速度分别为12v v 、＇＇，如果速度与我们规定的正方向一致取正值，相反取负值，依次研究以下关系是否成立：①11112222m v m v m v m v ==，＇＇；②11221122m v m v m v m v +=+＇＇；③ 222211221122''m v m v m v m v +=+；④12121212''v v v v m m m m +=+． 3．实验探究的案例方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞，如图所示．（1）质量的测量：用天平测量．（2）速度的测量：xv t∆=∆，式中x ∆为滑块（挡光片）的宽度，t ∆为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间．（3）各种碰撞情景的实现：利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量．方案二：利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞，如图所示．（1）质量的测量：用天平测量．（2）速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度．（3）不同碰撞情景的实现：用贴胶布的方法增大两球碰撞时的能量损失．方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞，如图所示．（1）质量的测量：用天平测量．（2）速度的测量：xv t∆=∆，x ∆是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量．t ∆为小车经过x ∆所用的时间，可由打点间隔算出．4．实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：（1）用天平测相关质量．（2）安装实验装置．（3）使物体发生碰撞．（4）测量或读出相关物理量，计算有关速度．（5）改变碰撞条件，重复步骤（3）、（4）．（6）进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的守恒量．（7）整理器材，结束实验． 5．实验数据分析碰撞前碰撞后质量 1m 2m 1m 2m 速度1v2v1v ＇2v ＇mv1122m v m v +1122m v m v +＇＇ mv 2221122m v m v +221122''m v m v +6．注意事项（1）保证两物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这一直线运动．（2）若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时注意利用水平仪确保导轨水平．（3）若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内．（4）碰撞有很多情形．我们寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变，才符合要求． 7．误差分析（1）碰撞是否为一维碰撞是产生误差的一个原因，设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞．（2）碰撞中是否受其他力（例如摩擦力）影响是带来误差的又一个原因，实验中要合理控制实验条件，避免除碰撞时相互作用力外的其他力影响物体速度．要点二、实验总结1．探究一维碰撞中的不变量的设计思路 2．实验探究中要注意的两个问题（1）保证两个物体做一维碰撞：可用斜槽、气垫导轨等控制物体的运动．（2）速度的测量要比较方便、精确：可利用光电门、打点计时器（配纸带）、闪光照片等手段，也可利用匀速运动、平抛运动等间接测量．【典型例题】类型一、纸带研究碰撞问题【高清课堂：实验：研究碰撞中的动量守恒例2】例1．某同学设计了一个用打点计时器探究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 使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的具体装置如图甲所示．在小车A 后面连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50 Hz ，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．（1）与物体运动有关的物理量可能有哪些；（2）碰撞前后哪些物理量可能不变；（3）如何研究碰撞的各种不同形式．实验思路（1）怎样保证碰撞是一维的？（2）如何测量质量？（3）如何测量速度？（4）数据如何处理？需要考虑的问题探究一维碰撞中的不变量（1）若已得到打点纸带如图乙所示，并将测得的各计数点间距标在图上，A 为运动起始的第一点．则应选________段计算A 碰前的速度，应选________段计算A 和B 碰后的共同速度．（填“AB ”或“BC ”“CD ”或“DE ”）（2）已测得小车A 的质量0.40 kg A m =，小车B 的质量0.20 kg B m =，由以上测量结果可得：碰前 ________kg m/s A A B B m v m v +=⋅，碰后________kg m/s A A B B m v m v +⋅＇＇．（3）通过以上实验及计算结果，你能得出什么结论？【思路点拨】解此类问题关键是求小车的速度，而小车碰撞前后的速度求解方法是利用纸带上匀速运动过程求解，为了减小测量的相对误差，应多测几个间距来求速度．【答案】（1）BC DE （2）0.420.417【解析】（1）小车A 碰前做匀速直线运动，打出纸带上的点应该是间距均匀的，故计算小车碰前速度应选BC 段；CD 段上所打的点由稀变密，可见在CD 段A B 、两小车相互碰撞．A B 、碰撞后一起做匀速直线运动，所打出的点又是间距均匀的，故应选DE 段计算碰后速度．（2）0.105m / s 1.05m / s 0.1A BC v t ===∆， 0.0695''m / s 0.695m / s 0.1A B DE v v v t =====∆．碰前0.41.05 kg m/s 0.42 kg m/s A A B B m v m v +=⨯⋅=⋅，碰后()0.60.695 kg m/s 0.417 kg m/s A A B B A B m v m v m m v +=+=⨯⋅=⋅＇＇．举一反三:【变式】用半径相同的两个小球A B 、的碰撞探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接．实验时先不放B 球，使A 球从斜槽上某一固定点C 由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B 球静置于水平槽的前端边缘处，让A 球仍从C 处由静止滚下，A 球和B 球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹．记录纸上的O 点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到D 点的距离： 2.68 cm OM =，8.26 cm OP =，11.50 cm ON =，并已知A B 、两球的质量比为21∶，则未放B 球时A 球落点是记录纸上的________ 点，系统碰撞前总动量A A p m v =与碰撞后总动量A AB B p m v m v =+＇＇＇的百分误差|'|p p p-=________．（结果保留一位有效数字）【答案】P 2【解析】未放B 球时A 球的落点是P ．用小球的质量和水平位移的乘积代替动量，则有|()||'|A A B A m OP m OM m ON p p p m OP⋅-⋅+⋅-=⋅ |8.62( 2.6811.50)|2%8.62A AB A m m m m ⨯-⨯+⨯=≈⨯．类型二、气垫导轨研究物体速度【高清课堂：实验：研究碰撞中的动量守恒例1】例2．为了研究碰撞，实验可以在气垫导轨上进行，这样就可以大大减小阻力，使滑块在碰撞前后的运动可以看成是匀速运动，使实验的可靠性及准确度得以提高．在某次实验中，A B 、两铝制滑块在一水平长气垫导轨上相碰，用闪光照相机每隔0.4 s 的时间拍摄一次照片，每次拍摄时闪光的延续时间很短，可以忽略，如图所示，已知A B 、之间的质量关系是1.5B A m m =，拍摄共进行了4次，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后．A 原来处于静止状态，设A B 、滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10 cm 至105 cm 这段范围内运动（以滑块上的箭头位置为准），试根据闪光照片求出：（1）A B 、两滑块碰撞前后的速度各为多少？（2）根据闪光照片分析说明两滑块碰撞前后各自的质量与自己的速度的乘积和是不是不变量？【答案】见解析【解析】由图分析可知，（1）碰撞后：'0.2'm/s 0.50m/s 0.4'0.3'm/s 0.75m/s 0.4B BA A s v t s v t ∆⎧===⎪⎪∆⎨∆⎪===⎪∆⎩．从发生碰撞到第二次拍摄照片，A 运动的时间是1''0.15s 0.2s '0.75A A s t v ∆===，由此可知：从拍摄第一次照片到发生碰撞的时间为2(0.40.2)0.2 s t ==－，则碰撞前B 物体的速度为2''0.2m/s 1.0m/s 0.2B B s v t ∆===，由题意得0A v =．（2）碰撞前：1.5A A B B A m v m v m +=，碰撞后：0.750.15 1.5A A B B A A A m v m v m m m +=+=＇＇，所以A AB B A A B B m v m v m v m v +=+＇＇，即碰撞前后两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不变量．【总结升华】准确把握题目中信息“A 原来处于静止状态”是正确分析照片信息的前提，图示滑块位置只是对应运动中不同时刻的几个状态，碰撞不一定发生在闪光时刻，在不计碰撞时间的情况下，相邻两位置对应的时间仍为闪光间隔，但碰撞前后物体速度不同，所以在这0.4 s 内不可以用总位移与总时间的比值求速度．举一反三:【变式】气垫导轨（如图甲）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a 的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b ．气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度12s s 、和3s ．若题中各物理量的单位均为国际单位，郡么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两滑块的总动量大小为________．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验正．【答案】10.2abs 30.2abs 130.2()ab s s － 20.4abs 【解析】因为打点计时器所用电源的频率均为b ，所以打点周期为1b，所以碰撞前两清块的动量分别为：11110.215s p mv a abs b ==⋅=⨯， 32230.215sp mv a abs b==⋅=⨯．因为运动方向相反，所以碰前两物块总动量为12130.2()p p p ab s s ==－－，碰后两滑块的总动量22'20.415s p a abs b=⋅=⨯．【总结升华】本题是验证性实验，与探究性实验是有区别的．类型三、利用平抛运动探究碰撞中的不变量例3、（2015 巫溪县校级期末考）如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．A 小球开始释放高度hB 小球抛出点距地面的高度HC 小球做平抛运动的射程(2) 图中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m 1多次从斜轨上S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置P ，测量平抛射程OP .然后，把被碰小球m 2静置于轨道的水平部分，再将入射球m 1从斜轨上S 位置静止释放，与小球m 2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)A ．用天平测量两个小球的质量m 1、m 2B ．测量小球m 1开始释放高度hC ．测量抛出点距地面的高度HD ．分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置M 、NE ．测量平抛射程OM ，ON(3) 若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为（用第(2)小题中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为（用第(2)小题中测量的量表示）．【答案】(1)C ；(2)ADE 或DEA 或DAE ； (3)m 1·OM ＋m 2·ON ＝m 1·OP 、m 1·OM 2＋m 2·ON 2＝m 1·OP 2【解析】①根据平抛规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用位移x 来代替速度v ，因此待测的物理量就是位移x 、小球的质量m ．②待测的物理量就是位移x （水平射程OM ，ON ）和小球的质量m ，所以，要完成的必要步骤是ADE ．③若两球相碰前后的动量守恒，则m 1v 0=m 1v 1+m 2v 2，又OP =v 0t ，OM =v 1t ，ON =v 2t ，代入得：m 1OP =m 1OM +m 2ON若碰撞是弹性碰撞，满足动能守恒，则：222012121111222v v m m m v =+，代入得；m 1OP 2=m 1OM 2+m 2ON 2【总结升华】该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速度、时间，而是用位移x 来替代速度v ，成为解决问题的关键。

弹性碰撞实验：动量守恒定律的验证

总结与展望
通过对动量守恒定律在日常生活和工程中的应用以及非弹性碰撞的实验拓展，我们可以更深入地理解动量守恒定律的重要性和应用价值。未来可以进一步研究动量损失分析的相关因素，以完善动量守恒定律的验证实验。
● 05
第五章弹性碰撞实验的意义
弹性碰撞实验的意义
弹性碰撞实验在物理学中具有重要意义，通过实验可以验证动量守恒定律。弹性碰撞实验帮助科学家们更深入地理解物体之间的相互作用，并且为进一步研究提供了基础。
01 动能损失
探讨碰撞过程中可能发生的能量损失情况
02 动能转移
分析碰撞后不同物体之间动能的转移情况
03 动能转化
讨论动能如何在碰撞中发生转化
实验结果讨论
动量守恒定律验证
通过实验数据分析，我们验证了动量守恒定律的成立实验结果与理论预期相符合
误差分析
讨论实验可能存在的误差来源探讨实验结果的可靠性
弹性碰撞实验：动量守恒定律的验证
汇报人：XX
2024年X月
第1章弹性碰撞实验简介第2章实验步骤第3章实验数据分析第4章实验应用与拓展第5章弹性碰撞实验的意义第6章实验展望第7章结论第8章参考文献
目录
● 01
第一章弹性碰撞实验简介
弹性碰撞实验的定义
弹性碰撞是指碰撞后物体没有形变，动量守恒，动能守恒。碰撞前后物体速度可以改变，但总动能不变。
计算动量和速度的关系
准备实验物品
准备小球和测量尺
实验数据记录
在实验中，记录小球碰撞前后的速度和位移变化，通过测量尺和计算公式，得出实验数据。这些数据将用于验证动量守恒和动能守恒定律。

第2单元实验：验证动量守恒定律

给验证带来误差的原因有测量时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．(只要答对其中两点即可) (3)根据能量守恒定律，A、B 两物体运动的动能来源于静止时候压缩弹簧的弹性势能，故根 1 据动能的总和可求弹簧的弹性势能，即 Ep＝ 2 L2 1 L2 1 2 mA 2 ＋ m B 2 . t1 2 t2
(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式 _____________________________________ ___________________________________ 成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是 ______________________． (3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式．
四、实验步骤方案一：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
方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验 1．测质量：用天平测出两小球的质量m1、 m2. 2．安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来． 3．实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰．
第2单元
实验：验证动量守恒定律
一、实验目的 1．验证一维碰撞中的动量守恒． 2．探究一维弹性碰撞的特点．
二、实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p ＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v′1＋ m2v′2，看碰撞前后动量是否守恒．

物理小车碰撞实验报告

物理小车碰撞实验报告1. 引言碰撞是物理学中一个重要的研究对象，对于理解物体之间相互作用、能量转化和动量守恒等基本物理概念至关重要。

在本实验中，我们通过使用物理小车模型进行碰撞实验，旨在探究碰撞过程中的各种现象和规律。

2. 实验目的1. 研究弹性碰撞和非弹性碰撞的特点与区别；2. 分析碰撞过程中的动量守恒和能量守恒定律。

3. 实验原理3.1 弹性碰撞弹性碰撞是指碰撞前后物体之间没有能量损失的碰撞。

在弹性碰撞中，物体之间的能量和动量完全守恒，碰撞后物体的速度和动能都会发生变化。

3.2 非弹性碰撞非弹性碰撞是指碰撞前后物体之间有能量损失的碰撞。

在非弹性碰撞中，碰撞后物体的速度会发生变化，但动量仍然守恒。

4. 实验装置和步骤4.1 实验装置本实验所使用的实验装置包括两个物理小车模型，一个平滑的、无摩擦的水平轨道。

4.2 实验步骤1. 将两个物理小车放在轨道的两端，使其之间的距离适中。

2. 给一个小车以一定的初速度，使其沿轨道运动，当其与另一个小车碰撞后停下。

3. 记录下发生碰撞时两个小车的速度，并测量碰撞过程中涉及的物理量。

5. 实验数据和结果分析根据实验步骤中的方法进行实验，并记录下实验数据。

我们对两种碰撞情况进行了实验和分析，分别是弹性碰撞和非弹性碰撞。

5.1 弹性碰撞实验结果分析在弹性碰撞实验中，我们测得碰撞前小车A的速度为v1，小车B的速度为v2，碰撞后小车A的速度为v1'，小车B的速度为v2'。

根据动量守恒定律，我们可以推导出以下公式：mv1 + mv2 = mv1' + mv2'对于碰撞过程中的能量守恒，我们可以推导出以下公式：(1/2)mv1^2 + (1/2)mv2^2 = (1/2)mv1'^2 + (1/2)mv2'^2根据实验数据和以上公式，我们计算出碰撞前后物体的速度和动能，并进行比较。

5.2 非弹性碰撞实验结果分析在非弹性碰撞实验中，我们测得碰撞前小车A的速度为v1，小车B的速度为v2，碰撞后小车A和小车B的速度均为v'。

高中物理第十六章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量2动量守恒..

1 实验：探究碰撞中的不变量2 动量守恒定律疱丁巧解牛知识·巧学一、实验：探究碰撞中的不变量1.一维碰撞两物体碰撞前沿同一条直线运动，碰撞后仍沿同一条直线运动，这种碰撞叫做一维碰撞. 要点提示一维磁撞是碰撞中最为简单的情景.2.实验探究的基本思路(1)与物体运动有关的物理量有哪些？(质量和速度)(2)碰撞前后哪个物理量可能是变化的？哪个物理量是不变化的？(速度的大小和方向可能变化；质量是不变化的)(3)新的不变量可能的形式是怎样的？(比如：两个物体各自的质量与速度的乘积之和；两个物体各自的质量与速度的二次方的乘积之和；两个物体各自的质量与速度的比值之和等等) (4)碰撞的情形可能有哪些？(两个质量相同的物体相碰撞；两个质量悬殊很大的物体相碰撞；两个速度方向相同的物体相碰撞；两个速度方向相同的物体相碰撞；两物体碰撞后可能分开，也可能不分开等等)深化升华在设计实验前应充分考虑到各种不同的情景，以便于我们得到的结论具有普适性.3.需要考虑的问题(1)怎样保证两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，在碰撞之后还沿同一直线运动？(可以用气垫导轨或其他)(2)怎样测量物体的质量、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？(质量可用天平测量，速度可用与气垫导轨配套的光电计时装置测量或用打点计时器或其他原理，如平抛运动等)4.实验探究(1)实验器材：气垫导轨、光电计时器、两个质量相同的小车、弹簧、细线、砝码、双面胶.(2)探究过程:①调整导轨使之处于水平状态，并使光电计时器系统开始工作；②导轨上一小车静止，用另一小车与其碰撞，观察两小车的速度变化；③将两小车用压缩的弹簧连接在一起，烧断细线，观察两小车的运动速度；④在一小车上贴上双面胶，用另一小车碰撞它，使两小车随后粘在一起.观察小车碰撞前、后速度的变化；⑤改变其中某一小车的质量，重复以上步骤.(3)分析论证：两车在碰撞过程中所受合外力为零，碰撞前后小车的质量与速度的乘积的矢量和不变.二、动量1.定义：运动物体的质量和它的速度的乘积叫做物体的动量.联想发散引入动量这一物理量的目的.运动的物体能够产生一定的机械效果，如迎面飞来的足球我们可以用手接，若是铅球呢.这说明这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素，这个效果只能发生在物体运动方向上，为描述运动物体的这一特性而引入动量这一概念.2.表达式：p=ｍv.3.单位：千克米每秒，符号kg·m·s-1.4.方向：动量是矢量，它的方向与速度的方向相同.其方向表示了运动物体在哪个方向上能产生机械效果，运动物体在某一时刻的动量方向，就是该时刻物体运动的方向，即瞬时速度方向，如做圆周运动的物体其速度方向时刻在改变，故动量也是时刻在变化.学法一得动量的运算服从矢量运算法则，即要按平行四边形法则进行运算.深化升华(1)动量是状态量，我们讲物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，因此计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度；(2)动量具有相对性，选用不同参考系时，同一运动物体的动量可能不同，通常在不说参考系的情况下，指的是物体相对于地面的动量.在分析有关问题时要指明相应的参考系.5.动量的变化量(1)动量是矢量，它的大小p=mv，方向与速度的方向相同.因此，速度发生变化时，物体的动量也发生变化.速度的大小或方向发生变化时，速度就发生变化，物体具有的动量的大小或方向也相应发生了变化，我们就说物体的动量发生了变化.设物体的初动量p1=mv1，末动量p2=mv2，则物体动量的变化Δp=p2-p1=mv2-mv1由于动量是矢量，因此，上式一般意义上是矢量式.深化升华动量改变有三种情况：①动量的大小和方向都发生变化，对同一物体而言p=mv，则物体的速度的大小和方向都发生变化；②动量的方向改变而大小不变，对同一物体来讲，物体的速度方向发生改变而速度大小没有变化，如匀速圆周运动的情况；③动量的方向没有发生变化，仅动量的大小发生变化，对同一物体来说，就是速度的方向没有发生变化，仅速度的大小改变.(2)动量的变化量Δp是用末动量减去初动量.(3)动量的变化量Δp是矢量，其方向与速度的改变量Δv的方向相同.学法一得动量的变化量的计算遵循矢量合成法则，要用平行四边形法则进行计算.若在同一直线上，先规定正方向，再用正、负表示初末动量，即可将矢量运算转化为代数运算.三、动量守恒定律1.几个相关概念系统：相互作用的几个物体所组成的整体叫做系统.内力：系统内各物体之间的相互作用力叫做内力.外力：外部其他物体对系统的作用力叫做外力.2.动量守恒定律(1)内容：如果一个系统不受外力，或者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：①p=p′，表示系统的总动量保持不变；②Δp1=Δp2，表示一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相同；③Δp=0，表示系统的总动量增量为零，即系统的总动量保持不变；④m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′，表示相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量.动量守恒定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向为正、负来表示方向，将矢量运算转换为代数运算.学法一得动量守恒定律表达式中各速度应对应同一参考系，一般以地面为参考系.在利用动量守恒定律的表达式解题时，一定要先规定正方向.在利用动量守恒定律解题时要掌握把矢量运算转化为标量运算的方法：选定一正方向，速度方向与其相同的取正值，相反的取负值.在计算时一定要把正确的正、负号代入，对于结果中的正、负号也要理解其表示的物理意义.(3)适用条件：①系统不受外力或者所受外力之和为零则系统的动量守恒；②系统内力远大于外力，可以忽略外力，系统总动量守恒；③系统在某一方向上不受外力或所受合外力为零，或所受外力比内力小得多，该方向上的动量守恒.学法一得动量守恒定律是对应于某一系统，系统的选取是否恰当，直接影响动量守恒定律能否成立，因此系统的正确选取是利用动量守恒定律解题的前提. 典题·热题知识点一动量例1 下列关于动量的说法中，正确的是( ) A.速度大的物体，它的动量不一定大 B.动量大的物体，它的速度不一定大C.只要物体速度大小不变，则物体的动量也保持不变D.竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一点时动量一定相同解析：动量的大小由质量和速度的乘积决定，p=mv ，故A 、B 两项正确，动量是矢量，其方向与速度方向相同，竖直上抛的物体两次经过同一点，方向相反，故C 、D 两项错误. 答案：AB方法点拨动量总是与物体的瞬时速度相对应，这一点可记作动量的瞬时性.例2 有一质量为0.1 kg 的小钢球从5 m 高处自由下落，与水平钢板碰撞后反弹跳起，若规定竖直向下的方向为正方向，碰撞过程中钢球动量的变化为-1.8 kg·ms -1，求钢球反弹跳起的最大高度(g 取10 m/s 2，不计空气阻力).解析：由动量的变化求出钢球与水平钢板碰撞后反弹跳起时的初速度,再据竖直上抛运动规律求出反弹跳起的最大高度. 小钢球与水平钢板碰前速度为 v=gh 2=5102⨯⨯ m/s=10 m/s 方向竖直向下，此时其动量p=mv=0.1×10 kg·m/s=1 kg·m/s设小钢球与水平钢板碰撞后的速度为v ′，选向下为正. 因为 Δp=mv′- mv 所以v=m 1(Δp+mv)=1.01×(-1.8+1) m/s=-8 m/s 负号表示方向竖直向上.小钢球反弹跳起的最大高度为h′h′=g v 22'=102(-8)2⨯ m=3.2 m.方法归纳将题中小球的运动分为三个过程：自由落体，与钢板的碰撞，竖直上抛.注意这三个过程的转折点.和解其他的动力学问题一样，都应从受力分析和运动分析入手.深化升华动量的变化也是矢量，且一定为末动量减初动量，如初、末动量的方向沿一条直线，可先规定一个正方向，将矢量运算变成代数运算，用正、负号表示方向.知识点二动量守恒定律成立的条件例3 在光滑水平面上A 、B 两小车中间有一弹簧，如图16-1-1所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态.将两小车及弹簧看作一个系统，下面说法正确的是( )图16-1-1A.两手同时放开后，系统总动量始终为零B.先放开左手，再放开右手，动量不守恒C.先放开左手，后放开右手，总动量向左D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零解析：在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力(内力)，故动量守恒，即系统的总动量始终为零，所以选项A正确.先放开左手，再放开右手后，是指两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的，所以选项B错误.先放开左手，系统在右手作用下，产生向左的冲量，故有向左的动量，再放开右手后，系统所受合外力也为零，即系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左，所以选项C正确.其实，无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变.若同时放开，那么作用后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零；若两手先后放开，那么两手都放开的总动量就与放开最后一只手系统所具有的总动量相等，即不为零，所以选项D正确.答案：ACD巧解提示判断系统的动量是否守恒时，要注意动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零.因此，要区分清系统中的物体所受的力哪些是内力，哪些是外力.应选准系统，并且紧紧抓住动量守恒的条件.例4 试判断下列作用过程系统的动量是否守恒.A.如图16-1-2(a)所示，水平地面上有一大炮，斜向上发射一枚弹丸的过程；B.如图16-1-2(b)所示，粗糙水平面上有两个物体，压紧它们之间的一根轻弹簧，在弹簧弹开的过程中；C.如图16-1-2(c)所示，光滑水平面上有一斜面体，将另一物体从斜面的顶端释放，在物体下滑的过程中.图16-1-2解析：对于(a)，大炮发射弹丸的过程中，弹丸加速上升，系统处于超重状态，地面对于系统向上的支持力大于系统的重力，所以系统在竖直方向动量不守恒.在水平方向上系统不受外力，或者说受到的地面给炮身的阻力远小于火药爆发过程中的内力，故系统在水平方向上动量守恒.对于(b)来说，在弹簧弹开的过程中，地面给两物体的摩擦力方向相反且是外力，若两个摩擦力大小相等，则系统无论在水平方向上还是在竖直方向上所受合外力为零，则系统动量守恒；若两个物体受到的摩擦力大小不相等，则系统动量不守恒.对于(c)来说，物体在斜面上加速下滑的过程处于失重状态，系统在竖直方向上受到的合外力竖直向下，系统的动量增加，不守恒，而在水平方向上系统不受外力作用，故系统在水平方向上动量守恒.答案：对于(a)系统在水平方向上动量守恒；对于(b)，若两个摩擦力大小相等，则系统动量守恒；若两个物体受到的摩擦力大小不相等，则系统动量不守恒.对于(c)，系统在水平方向上动量守恒.方法归纳分析动量守恒时要着眼于系统，要在不同的方向上研究系统所受外力的矢量和；系统动量严格守恒的情况是很少的，在分析守恒条件是否满足时，要注重对实际过程的理想化.知识点三动量守恒定律的应用例5 如图16-1-3所示，水平面上有两个木块，两木块的质量分别为m 1、m 2，且m 2=2m 1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的压缩轻弹簧，烧断细绳后，两木块分别向左右运动，若两木块m 1和m 2与水平面间的动摩擦因数为μ1、μ2=2μ2，则在弹簧伸长的过程中，两木块( )图16-1-3A.动量大小之比为1∶1B.速度大小之比为2∶1C.通过的路程之比为2∶1D.通过的路程之比为1∶1解析：以两木块及弹簧为研究对象，绳断开后，弹簧将对两木块有推力作用，这可以看成是内力；水平面对两木块有方向相反的滑动摩擦力，且F 1=μ1m 1g ，F 2=μ2m 2g.因此系统所受合外力F 合=μ1m 1g-μ2m 2g=0，即满足动量守恒定律条件.设弹簧伸长过程中某一时刻，两木块速度分别为v 1、v 2，由动量守恒定律有(以向右为正方向)： -m 1v 1+m 2v 2=0，即m 1v 1=m 2v 2.即两物体的动量大小之比为1∶1，故A 项正确. 则两物体的速度大小之比为21v v =12m m =12,故B 项正确，由于木块通过的路程正比于其速度，两木块通过的路程之比21s s =21v v =12,故C 项正确，D 项错误，故本题应选A 、B 、C 三项.答案：ABC误区警示本题若水平面光滑，就很容易想到动量守恒定律求解.现在两木块受到了摩擦力作用，不少人就想不到要用动量守恒定律求解.原因：一是没有认真分析受力；二是误认为系统受摩擦力作用.实际上系统所受摩擦力之和为零，因此动量守恒的条件是满足的.例6 质量为3 kg 的小球A 在光滑水平面上以6 m/s 的速度向右运动，恰遇上质量为5 kg 的小球B 以4 m/s 的速度向左运动，碰撞后B 球恰好静止，求碰撞后A 球的速度.解析：两球都在光滑水平面上运动，碰撞过程中系统所受合外力为零，因此系统动量守恒. 碰撞前两球动量已知，碰撞后B 球静止，取A 球初速度方向为正，由动量守恒定律有：m A v A +m B v B =m A v A ′ v′A =AB B A A m v m v m +=3(-4)563⨯+⨯m/s≈-0.67 m/s即碰后A 球速度大小为0.67 m/s ，方向向左.误区警示动量守恒定律是矢量式，应特别注意始末状态动量的方向.很多同学在解题时没有注意到这一点而导致出错，或在解出速度数值后没有说明方向. 问题·探究方案设计探究问题试用平抛运动规律来探究碰撞中的动量守恒.探究过程:实验装置如图16-1-4所示.让一个质量较大的小球m1从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端的另一质量较小的小球(半径相同)m2发生碰撞(正碰).图16-1-4小球的质量可以用天平称出.测出两个小球碰撞前后的速度.两球碰撞前后的速度方向都是水平的，因此两球碰撞前后的速度，可以利用平抛运动的知识求出.在这个实验中，做平抛运动的小球落到地面，它们的下落高度相同，飞行时间t 也就相同，它们飞行的水平距离x=vt与小球开始做平抛运动时的水平速度v成正比.设小球下落的时间为t，质量为m1的入射小球碰前的速度为v1，碰撞后，入射小球的速度是v1′，被碰小球的速度是v2′.则在图16-1-5中图16-1-5OP=v1t v1=tOPOM=v′1t v1′=tOMON=v′2t v2′=tON具体实验操作如下：安装好实验装置.将斜槽固定在桌边，使槽的末端点的切线是水平的.被碰小球放在斜槽前端边缘处.为了记录小球飞出的水平距离，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.在白纸上记下重垂线所指的位置O.先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上某一高处滚下，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.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的落点的平均位置M和被碰小球的落点的平均位置N.线段ON的长度是被碰小球飞出的水平距离；OM是碰撞后小球m1飞行的距离；OP则是不发生碰撞时m1飞行的距离.用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度.注意事项：①斜槽末端的切线必须水平；②入射球与被碰球的球心连线与入射球的初速度方向一致；③入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下；④地面须水平，白纸铺好后，实验过程中不能移动，否则会造成很大误差.探究结论:碰撞中动量守恒(本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量).交流讨论探究问题动量守恒定律与机械能守恒定律的区别有哪些？探究过程:龚小明：研究对象都是由两个或两个以上的物体组成的力学系统，若系统中存在重力做功过程应用机械能守恒定律时，系统中必包括地球，应用动量守恒定律时，对象应为所有相互作用的物体，并尽量以“大系统”为对象考虑问题.冯崇：守恒条件有质的区别：=0，在系统中的每一对内力，无论其动量守恒的条件是系统所受合外力为零，即∑F外性质如何，对系统的总冲量必为零，即内力的冲量不会改变系统的总动量，而内力的功却有可能改变系统的总动能，这要由内力的性质决定.保守内力的功不会改变系统的总机械能；耗散内力(滑动摩擦力、爆炸力等)做功，必使系统机械能变化.张强：两者守恒的性质不同：动量守恒是矢量守恒，所以要特别注意方向性，有时可以在某一单方向上系统动量守恒，故有分量式，而机械能守恒为标量守恒，即始、末两态机械能量值相等，与方向无关.白小艳：应用的范围不同：动量守恒定律应用范围极为广泛，无论研究对象是处于宏观、微观、低速、高速，无论是物体相互接触，还是通过电场、磁场而发出的场力作用，动量守恒定律都能使用，相比之下，机械能守恒定律应用范围是狭小的，只能应用在宏观、低速领域内机械运动的范畴内.刘青青：适用条件不同：动量守恒定律不涉及系统是否发生机械能与其他形式的能的转化，即系统内物体之间相互作用过程中有无能量损失均不考虑，相反机械能守恒定律则要求除重力、弹簧弹力外的内力和外力对系统所做功代数和必为零.探究结论:二者对照，各自的守恒条件、内容、意义、应用范围各不相同，在许多问题中既有联系，又有质的区别.从两守恒定律进行的比较中可以看出：(1)动量守恒定律适用范围更宽泛；(2)两者都是物体在相互作用中系统的不变量，研究对象都是系统；(3)两者都遵守各自成立的条件，互不影响.。

大学物理实验室中的动量守恒与碰撞

大学物理实验室中的动量守恒与碰撞在大学物理实验室中，动量守恒与碰撞是一个重要的研究方向。

动量守恒是物理学中的基本定律之一，它指出在一个系统中，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。

碰撞作为一种常见的物理现象，是动量守恒的一个典型应用。

本文将重点探讨大学物理实验室中有关动量守恒与碰撞的实验研究。

1. 动量守恒的实验验证动量守恒定律的实验验证是大学物理实验课程中的基础实验之一。

一种常见的实验方法是利用动量守恒定律研究弹性碰撞。

实验中通常会使用弹性小球或弹簧，通过测量碰撞前后物体的速度和质量，验证动量守恒定律是否成立。

实验结果通常会与理论计算进行比较，从而检验动量守恒定律的准确性。

2. 非弹性碰撞的实验研究除了弹性碰撞，大学物理实验室还研究了非弹性碰撞的相关实验。

非弹性碰撞是指碰撞后物体之间发生能量损失的碰撞过程。

在这种情况下，动量守恒定律仍然成立，但总能量不再保持恒定。

实验中，可以使用软泥、黏土等物质进行非弹性碰撞实验，通过测量碰撞前后物体的速度和质量，探究碰撞过程中发生的能量转化和损耗。

3. 斜面碰撞实验斜面碰撞是大学物理实验室中常见的实验之一。

该实验主要研究在斜面上物体的碰撞过程。

通过测量物体的速度和质量，可以分析物体在斜面上运动时的动量守恒情况。

实验中，可以调节斜面的角度、物体的质量等参数，观察碰撞过程中动量守恒是否成立，并进一步推导出物体的加速度和位移等相关参数。

4. 动量守恒实验与实际应用动量守恒定律在实际应用中具有广泛的应用价值。

在交通事故、工业生产等领域，动量守恒定律被用于解决各种问题。

大学物理实验室中的动量守恒实验帮助学生理解和熟悉这一定律的实际应用情景。

通过实验的设计和数据分析，学生可以更好地理解动量守恒定律在碰撞过程中的应用，并进一步应用到实际问题解决中。

总结：大学物理实验室中的动量守恒与碰撞是一个引人入胜的研究领域。

通过实验验证动量守恒定律，研究弹性碰撞、非弹性碰撞以及斜面碰撞等实验，可以深入理解和掌握动量守恒定律在现实生活中的应用。

动量守恒定律与碰撞的研究

动量守恒定律与碰撞的研究碰撞是物体间相互作用的一种常见现象，我们在日常生活中可以观察到许多碰撞事件。

如何解释和研究碰撞过程，深入了解其中的物理规律，是物理学中一个重要的课题。

动量守恒定律是研究碰撞过程的基本原理之一，本文将探讨动量守恒定律与碰撞的关系。

一、动量守恒定律的基本原理动量是物体运动的基本物理量，定义为物体的质量乘以其速度。

动量守恒定律指的是在一个封闭系统中，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。

具体来说，在一个封闭系统中，物体的动量变化可以通过动量的求和来表示。

当两个物体发生碰撞时，它们的动量之和在碰撞前后保持不变，即m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中，m1和m2分别是两个物体的质量，v1和v2分别是它们的速度，v1'和v2'是它们碰撞后的速度。

二、完全弹性碰撞完全弹性碰撞是指在碰撞过程中，物体间没有能量损失，碰撞前后动能保持不变的碰撞过程。

在完全弹性碰撞中，根据动量守恒定律可以得到质量和速度之间的关系。

在碰撞前，设两个物体的质量分别为m1和m2，速度分别为v1和v2。

在碰撞后，速度分别为v1'和v2'。

根据动量守恒定律可得：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'如果将碰撞前质量为m1和m2的两个物体的速度视为向量，那么碰撞后的速度也可以视为向量。

这样，动量守恒定律可以用向量形式表示为：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'根据动量守恒定律，我们可以解得碰撞后物体的速度v1'和v2'。

完全弹性碰撞可以在实验室中进行研究，比如实验中用两个弹性小球进行碰撞。

通过测量小球的质量和初速度，再观察它们的运动轨迹，可以验证动量守恒定律的有效性。

三、完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞是指在碰撞过程中，物体间发生能量损失，碰撞前后动能发生改变的碰撞过程。

在完全非弹性碰撞中，根据动量守恒定律同样可以得到质量和速度之间的关系。

动量守恒碰撞实验

动量守恒碰撞实验碰撞是物体之间发生的一种相互作用，而动量守恒定律是描述碰撞过程中动量之和守恒的基本原理。

本文将介绍动量守恒碰撞实验的原理、装置及实验过程，并讨论实验结果。

一、实验原理动量守恒是一个重要的物理定律，在碰撞实验中起着关键作用。

根据动量守恒定律，一个封闭系统中的总动量在碰撞前后保持不变。

在碰撞实验中，我们可以利用这一原理来研究物体的运动性质。

二、实验装置为了进行动量守恒碰撞实验，我们需要准备以下装置：1. 碰撞平台：用于放置进行碰撞的物体。

2. 物体：可以是小球、车辆等，需要记录各物体的质量和初速度。

3. 准直器：用于保证物体碰撞时的准直运动。

4. 高速摄像机：用于记录碰撞瞬间的影像。

5. 数据采集器：用于记录实验中的数据。

三、实验步骤1. 准备工作：设置碰撞平台和物体，并将摄像机准备好。

2. 确定碰撞前的初速度：利用测量工具测量各物体的初速度，并记录下来。

3. 进行碰撞：使物体运动到碰撞平台上，让它们发生碰撞，同时摄像机记录碰撞瞬间的影像。

4. 观察实验结果：通过高速摄像机的影像，可以观察到碰撞瞬间物体的变化，从而分析碰撞后物体的运动情况。

5. 数据采集：利用数据采集器记录实验过程中的数据，包括物体的质量、初速度、碰撞后的速度等。

6. 数据处理与分析：根据实验数据，进行动量守恒定律的验证与分析，计算各物体的动量，并比较碰撞前后的总动量是否保持不变。

四、实验结果与讨论通过实验数据与观察结果，我们可以进行对碰撞实验的结果进行讨论。

首先，计算碰撞前后各物体的动量，根据动量守恒定律可以得出总动量是否守恒。

如果总动量守恒，则说明实验结果符合动量守恒定律。

然后，观察碰撞后物体的运动情况，可以判断碰撞是否是弹性碰撞（动能守恒）或者非弹性碰撞（动能不守恒）。

此外，我们还可以分析碰撞过程中的动量转移情况，研究碰撞实验对物体的影响。

五、实验应用与展望动量守恒碰撞实验在物理学中有广泛的应用，可以用于研究碰撞事故、质点的运动、动能转化等问题。

碰撞实验报告

碰撞实验报告碰撞实验报告实验目的:通过实验，探究碰撞过程中动量守恒的物理原理并验证动量守恒定律。

实验器材：小球、木板、测力计、支架、计时器等。

实验步骤：1. 将支架固定在水平台面上，调整支架高度使得小球能够顺利通过支架。

2. 在支架上方放置一个水平放置的木板，在木板上做一个标记点，记录下放置木板时计时器的时间。

3. 使用测力计测量小球以一定速度通过支架并击中木板的冲量。

4. 使用计时器记录小球通过支架的时间。

5. 将实验数据记录下来，并进行分析和计算。

实验结果和分析：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 当小球以不同速度通过支架并击中木板时，木板上的标记点与放置木板时的标记点所对应的时间之差是小球经过支架所用的时间。

2. 小球通过支架的时间相对稳定且准确，可以利用这个时间差来计算小球通过支架所需的时间。

实验数据：小球通过支架的时间（s）：试验1：0.568s试验2：0.578s试验3：0.572s实验计算：根据实验数据，我们可以计算小球通过支架所需的平均时间：平均时间 = (0.568s + 0.578s + 0.572s) / 3 = 0.572s根据动量守恒定律，我们可以计算小球的动量变化：冲量= m * Δv冲量 = m * (v2 - v1)其中，m为小球的质量，v1为小球的初始速度，v2为小球的最终速度。

根据测力计测得的冲量，我们可以计算小球的动量变化：冲量= m * Δv实验总结：经过本次实验，我们验证了动量守恒定律。

在实验过程中，小球经过支架后击中木板，小球和木板之间发生了碰撞，而碰撞过程中动量守恒，小球的动量和木板的动量之和保持不变。

通过实验数据的分析和计算，我们得出结论：小球通过支架的时间相对稳定且准确，可以利用这个时间差来计算小球通过支架所需的时间，并通过测力计测量冲量来计算动量变化。

本次实验不仅深化了我们对动量守恒定律的理解，还提高了实验操作和数据处理的能力。

人教版物理选修3-5 16.1实验：探究碰撞中的动量守恒(含解析)

人教版物理选修3-5 实验：探究碰撞中的动量守恒一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）1.在“探究碰撞中的不变量”的实验中，用如图的斜槽装置进行探究，以下说法正确的是（）A. 选择实验仪器时,天平可选可不选B. 实验中的斜槽需要光滑且末端切线水平C. 需要记录小球抛出的高度及水平距离,以确定小球离开斜槽末端时的速度D. 无论是否放上被碰小球,入射小球都必须从同一高度处静止释放2.如图是某同学利用光电门和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验装置图，下列做法正确的是（）A. 用压强计测量滑块的质量B. 用米尺测量挡光片的宽度C. 用秒表测量挡光片通过光电门的时间D. 用挡光片的宽度除以挡光时间来近似计算滑块的瞬时速度3.若采用图中甲、乙两种实验装置来验证动量守恒定律（图中小球半径相同，质量均为已知，且m A＞m B，B、B′两点在同一水平线上），下列说法正确的是（）A. 采用图甲所示的装置,必须测量OB、OM、OP和ON的距离B. 采用图乙所示的装置,必须测量OB、、和的距离C. 采用图甲所示装置,若,则表明此碰撞动量守恒D. 采用图乙所示装置,若,则表明此碰撞机械能守恒4.如图是某同学设计的验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点正下方桌子的边沿有一高为H的竖直立柱。

实验前，调节悬点与绳长，使弹性球1静止时，恰好与立柱上的球2接触，且两球球心等高。

实验时，把球2放在立柱上，将球1拉到A点，由静止释放。

当球1摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞；碰撞后球1向右最远可摆回到B点，球2则落到水平地面上的C点；测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒。

现已测出弹性球1和球2的质量m1和m2，A点、B点和立柱分别距水平桌面的高度为a、b，立柱高度为H，C点与桌子边沿间的水平距离c，桌面高度H。

已知当地重力加速度g，忽略小球的大小。

根据测量的数据，在误差允许的范围内，该实验中动量守恒的表达式为____。

高中物理第1章动量守恒研究实验验证动量守恒定律教学案鲁科版选修3-5-鲁科版高二选修3-5

实验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1．质量为m1和m2的两个小球发生正碰，假设碰前m1运动，m2静止，根据动量守恒定律应有：m1v1＝m1v1′＋m2v2′．2．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．那么小球的水平速度假设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前后飞出的水平距离，代入公式，即m1OP＝m1OM＋m2ON．假设在实验误差允许X围内成立，就验证了两小球组成的系统碰撞前后总动量守恒．式中OP、OM和ON的意义如下图．三、实验器材斜槽，大小相等质量不同的小钢球两个，重垂线一条，白纸，复写纸，天平一台，刻度尺，圆规，三角板．四、实验步骤1．用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为碰撞球．2．按照图所示安装实验装置，调整固定斜槽，调整时应使斜槽末端水平．3．白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好，记下重垂线所指的位置O．4．不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次，用圆规画尽量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．5．把被碰小球放在槽口上，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤4的方法，标出碰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，如下图．6．连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度，将测量数据填入表中，最后代入m1OP＝m1OM ＋m2ON，看在误差允许的X围内是否成立．五、须知1．斜槽轨道末端的切线必须水平，判断是否水平的方法是将小球放在斜槽轨道平直部分任一位置，假设小球均能保持静止，那么说明斜槽末端已水平．2．入射小球每次都必须从斜槽轨道同一位置由静止释放，可在斜槽适当高度处固定一挡板，使小球靠着挡板，然后释放小球．3．入射球的质量应大于被碰球的质量．4．实验过程中确保实验桌、斜槽、记录所用的白纸的位置要始终保持不变．5．在计算时一定要注意m1、m2与OP、OM和ON的对应关系．6．应尽可能的在斜槽较高的地方由静止释放入射小球．六、误差分析1．小球落点位置确定的是否准确是产生误差的一个原因，因此在确定落点位置时，应严格按步骤中的4、5去做．2．入射小球每次是否从同一高度无初速度滑下是产生误差的另一原因．3．两球的碰撞假设不是对心正碰那么会产生误差．4．线段长度的测量产生误差．5．入射小球释放的高度太低，两球碰撞时内力较小也会产生误差．实验的操作与数据处理如图，用“碰撞实验器〞可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的序号)，间接地解决这个问题．A ．小球开始释放高度hB ．小球抛出点距地面的高度HC ．小球做平抛运动的射程(2)图中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m 1多次从斜轨上S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置P ，测量平抛射程OP ．然后，把被碰小球m 2静置于轨道的水平部分，再将入射球m 1从斜轨上S 位置静止释放，与小球m 2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)A ．用天平测量两个小球的质量m 1、m 2B ．测量小球m 1开始释放的高度hC ．测量抛出点距地面的高度HD ．分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置M 、NE ．测量平抛射程OM 、ON(3)假设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)；假设碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为________________(用(2)中测量的量表示)．(4)经测定，m 1＝45．0 g ，m 2＝7．5 g ，小球落地点的平均位置距O 点的距离如下图．碰撞前、后m 1的动量分别为p 1与p 1′，那么p 1∶p 1′＝________∶11；假设碰撞结束时m 2的动量为p 2′，那么p 1′∶ p 2′＝11∶________．实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值p 1p 1′＋p 2′为________． (5)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大，请你用(4)中的数据，分析和计算出被碰小球m 2平抛运动射程ON 的最大值为________cm ．[思路点拨] 此题可根据平抛运动、能量守恒定律等知识求解．[解析] (1)该实验是验证动量守恒定律，也就是验证两球碰撞前后动量是否相等，即验证m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，由题图中装置可以看出，不放被碰小球m 2时，m 1从抛出点下落高度与放上m 2两球相碰后下落的高度H 相同，即在空中做平抛运动的下落时间t 相同，故有v 1＝OP t ，v 1′＝OM t ，v 2′＝ON t，代入m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，可得m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON ，只需验证该式成立即可，在实验中不需测出速度，只需测出小球做平抛运动的水平位移即可． (2)需先找出落地点才能测量小球的水平位移，测量小球的质量无先后之分． (3)假设是弹性碰撞，还应满足能量守恒，即12m 1v 21＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2，即m 1·OP 2＝m 1·OM 2＋m 2·ON 2．(4)p 1p 1′＝m 1·OP m 1·OM ＝OP OM ＝44.835.2＝14∶11． p 1′p 2′＝m 1·OM m 2·ON ＝45.0×35.207.5×55.68＝11∶2．9． p 1p 1′＋p 2′＝m 1·OP m 1·OM ＋m 2·ON＝45.0×44.8045.0×35.20＋7.5×55.68≈1(1～1．01均可)． (5)当两球发生弹性碰撞时，碰后m 2的速度最大，射程最大，由m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON 与m 1·OP 2＝m 1·OM 2＋m 2·ON 2可解出ON 的最大值为76．8 cm ．[答案] (1)C (2)ADE 或DEA 或DAE(3)m 1·OM ＋m 2·ON ＝m 1·OPm 1·OM 2＋m 2·ON 2＝m 1·OP 2 (4)14 2．9 1(1～1．01均可)(5)76．8实验的改进与创新如下图为气垫导轨上两个滑块A 、B 相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz ．开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动．滑块A 、B 的质量分别为200 g 、300 g ，根据照片记录的信息，A 、B 离开弹簧后，A 滑块做________运动，其速度大小为________m /s ，本实验中得出的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________．[解析] 由题图可知，A 、B 离开弹簧后，均做匀速直线运动，开始时v A ＝0，v B ＝0，A 、B 被弹开后，v A ′＝0．09 m /s ，v B ′＝0．06 m /s ，m A v A ′＝0．2×0．09 kg ·m /s ＝0．018 kg ·m /sm B v B ′＝0．3×0．06 kg ·m /s ＝0．018 kg ·m /s 由此可得：m A v A ′＝m B v B ′，即0＝m B v B ′－m A v A ′结论：两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒．[答案] 匀速直线 0．09 两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒1．(多项选择)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，哪些因素可导致实验误差( )A ．导轨安放不水平B ．小车上挡光板倾斜C ．两小车质量不相等D ．两小车碰后连在一起解析：选AB ．选项A 中，导轨不水平，小车速度将受重力的影响，从而导致实验误差；选项B 中，挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算速度出现误差，所以答案应为A 、B ．2．(多项选择)在做利用悬线悬挂等大的小球探究碰撞中的不变量的实验中，以下说法正确的选项是( )A ．悬挂两球的细线长度要适当且等长B ．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C ．两小球必须都是刚性球且质量相同D ．两小球碰后可以粘合在一起共同运动解析：选ABD ．两线等长能保证两球正碰，也就是对心碰撞，以减小实验误差，所以A正确．由于计算碰撞前速度时用到了mgh ＝12mv 2－0，即初速度为0时碰前的速度为v ＝2gh ，B 正确．本实验中对小球的材质性能无要求，C 错误．两球正碰后，有各种运动情况，所以D 正确．3．(多项选择)在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量〞实验时，以下哪些操作是正确的( )A ．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B ．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起C ．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D ．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源解析：选BC ．车的质量可以用天平测量，没有必要一个用撞针而另一个用橡皮泥配重．这样做的目的是为了碰撞后两车粘在一起有共同速度，选项B 正确；打点计时器的使用原那么是先接通电源，C 项正确．4．在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量〞实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端的切线保持水平，这样做的目的是( )A ．入射球得到较大的速度B ．入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向C ．入射球与被碰球碰撞时动能无损失D ．入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出解析：选B ．实验中小球能水平飞出是实验成功的关键，只有这样才能使两个小球在空中运动时间相等．5．“探究碰撞中的不变量〞的实验中，入射小球质量m 1＝15 g ，原来静止的被碰小球质量m 2＝10 g ，由实验测得它们在碰撞前后的x －t 图象如下图，由图可知，入射小球碰撞前的m 1v 1是________，入射小球碰撞后的m 1v ′1是________，被碰小球碰撞后的m 2v ′2是________．由此得出结论________________________________________________________________________．解析：由题图可知碰撞前m 1的速度大小v 1＝0.20.2m/s ＝1 m/s 故碰撞前的m 1v 1＝0．015×1 kg ·m/s ＝0．015 kg ·m/s碰撞后m 1的速度大小v ′1＝0.3－0.20.4－0.2m/s ＝0．5 m/s m 2的速度大小v ′2＝0.35－0.20.4－0.2m/s ＝0．75 m/s 故m 1v ′1＝0．015×0．5 kg ·m/s ＝0．007 5 kg ·m/sm2v′2＝0．01×0．75 kg·m/s＝0．007 5 kg·m/s可知m1v1＝m1v′1＋m2v′2．答案：0．015 kg·m/s 0．007 5 kg·m/s0．007 5 kg·m/s 碰撞中mv的矢量和是守恒的量6．用如下图的装置可以完成“探究碰撞中的不变量〞实验．(1)假设实验中选取的A、B两球半径相同，为了使A、B发生一维碰撞，应使两球悬线长度________，悬点O1、O2之间的距离等于________．(2)假设A、B两球的半径不相同，利用本装置能否完成实验？如果你认为能完成，请说明如何调节？解析：(1)为了保证一维碰撞，碰撞点应与两球在同一条水平线上．故两球悬线长度相等，O1、O2之间的距离等于球的直径．(2)如果两球的半径不相等，也可完成实验．调整装置时，应使O1、O2之间的距离等于两球的半径之和，两球静止时，球心在同一水平高度上．答案：(1)相等球的直径(2)见解析7．把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接起来，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于摩擦可以忽略不计的水平桌面上，如下图，现烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，探究物体间发生相互作用时的不变量．测量过程中：(1)还必须添加的器材有________________________________________________________________________．(2)需直接测量的数据是________________________________________________________________________．解析：两球被弹开后，分别以不同的速度离开桌面做平抛运动，两球做平抛运动的时间相等，均为t＝2hg(h为桌面离地的高度)．根据平抛运动规律，由两球落地点距抛出点的水平距离x＝v·t，知两物体水平速度之比等于它们的射程之比，即v1∶v2＝x1∶x2，因此本实验中只需测量x1、x2即可．测量x1、x2时需准确记下两球落地点的位置，故需要直尺、纸、复写纸、图钉、细线、铅锤和木板等．假设要探究m1x1＝m2x2或m1x21＝m2x22或x1m1＝x2m2是否成立，还需要用天平测量两球的质量m1、m2．答案：(1)直尺、纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2)两球的质量m1、m2以及它们做平抛运动的射程x1、x28．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动．然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如下图．在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．(1)假设已得到打点纸带如下图，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，那么应选________段计算小车甲的碰前速度，应选________段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两空选填“AB〞“BC〞“CD〞或“DE〞)．(2)已测得小车甲的质量m甲＝0．40 kg，小车乙的质量m乙＝0．20 kg，由以上测量结果可得：碰前m甲v甲＋m乙v乙＝________kg·m/s；碰后m甲v′甲＋m乙v′乙＝________kg·m/s．(3)通过计算得出的结论是什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 解析：(1)观察打点计时器打出的纸带，点迹均匀的阶段BC应为小车甲与乙碰前的阶段，CD段点迹不均匀，故CD应为碰撞阶段，甲、乙碰撞后一起匀速直线运动，打出间距均匀的点，故应选DE段计算碰后共同的速度．(2)v甲＝BCΔt＝1．05 m/s，v′＝DEΔt＝0．695 m/sm甲v甲＋m乙v乙＝0．420 kg·m/s碰后m甲v′甲＋m乙v′乙＝(m甲＋m乙)v′＝0．60×0．695 kg·m/s＝0．417 kg·m/s．(3)在误差允许X围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的．答案：(1)BCDE(2)0．420 0．417(3)在误差允许X围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的。

动量守恒定律从碰撞看物体间的力与能量交换

动量守恒定律从碰撞看物体间的力与能量交换碰撞是物体间最常见和重要的相互作用方式之一，它涉及到力和能量的交换。

动量守恒定律是描述碰撞过程中物体间力与能量交换的重要规律。

本文将从碰撞的角度探讨动量守恒定律，以及力和能量在碰撞中的转换。

1. 动量守恒定律动量是物体运动状态的量度，它等于物体的质量乘以物体的速度。

当物体碰撞时，动量守恒定律指出，系统总动量在碰撞前后保持不变。

假设有两个物体A和B，在碰撞前它们的动量分别为p₁和p₂，碰撞后，物体A和B的动量分别为p₃和p₄。

动量守恒定律可以表述为：p₁ + p₂ = p₃ + p₄这意味着碰撞前后物体的总动量保持不变。

根据动量的守恒定律，我们可以推导出碰撞中物体间的力与能量交换。

2. 碰撞中的力与能量交换碰撞是由物体之间的相互作用力引起的，因此力与碰撞密切相关。

根据牛顿第三定律，碰撞过程中的相互作用力具有大小相等、方向相反的特点。

2.1 弹性碰撞在弹性碰撞中，碰撞物体具有弹性，碰撞后能够恢复到原来的形状和动能状态。

在这种碰撞中，相互作用力主要是通过弹簧力来实现的。

当物体A和物体B碰撞时，弹簧力将它们推开，物体A和物体B的动量发生改变，但总动量保持不变。

根据动量守恒定律可得：p₁ + p₂ = p₃ + p₄在弹性碰撞中，碰撞力会将动能从一个物体传递到另一个物体，使得它们的速度发生变化，但总动能保持恒定。

这意味着在弹性碰撞中，力与能量交换是相互转化的过程。

2.2 非弹性碰撞在非弹性碰撞中，碰撞物体不能完全恢复到原来的形状和动能状态。

相互作用力引起的变形和损耗会使碰撞物体之间的能量转化为其他形式，例如热能、声能等。

由于非弹性碰撞会产生能量损失，因此碰撞后物体的总动能会减少。

在非弹性碰撞中，力与能量的交换不再是完全转化的过程，而是伴随有能量损失的转化过程。

3. 碰撞实例为了更好地理解动量守恒定律从碰撞中揭示的力与能量交换，我们来看两个具体的碰撞实例。

3.1 砖块碰撞假设有两个砖块，一个静止在桌子上，另一个以一定的速度向它运动。

实验验证动量守恒

相同，在落地前运动的时间就相同，若用飞行时间作时间单位，则小球的水平速度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前、后飞出的
水平距离，代入公式就可以验证动量守恒定律．
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物理 (大纲版)
即 m1 OP ＝ m1 OM ＋ m2 O′N ，式中 OP 、 OM 和 O′N 的意义如图 1 所示．
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(2)小车 A 在碰撞前的速度： BC 10.50×10－2 m v0＝＝＝1.050 m/s 1 5×0.02 s 5× f 小车 A 在碰撞前： mAv0＝0.40 kg×1.050 m/s＝ 0.420 kg· m/s 碰撞后 A、B 的共同速度： DE 6.95×10－2 m v 共＝＝＝0.695 m/s 1 5×0.02 s 5× f 碰撞后：(mA＋mB)v 共＝(0.20＋0.40) kg×0.695 m/s＝ 0.417 kg· m/s.
[答案] (1)BC DE (2)0.420 0.417
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规律总结：(1)验证动量守恒定律的方法很多，但无论何种方法都要注意：①原理都是要找相互作用前的动量和
相互作用后的动量，再比较其关系．②在实验过程中都要
满足动量守恒的条件． (2) 对本实验让小车 A 与静止的小车 B 相碰，碰后粘在一起是关键．
运动的时间也相等，可以利用对水平运动距离的测量代替对
速度的测量，故不需要测量小球平抛运动的起始高度、桌面高度及两球做平抛运动的时间．
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(3)系统碰撞前的总动量p1＝mA·OP，将实验数据代入可得p1＝20.0×47.29＝945.8.

第一节验证动量守恒定律实验(探究)

第一节验证动量守恒定律实验（探究）一、实验目的：1、研究一维碰撞（对心正碰）中的动量守恒2、培养学生的动手实验能力和探索精神二、实验原理：在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为1v '、2v '．且系统所受外力的矢量和为0，只要验证 22112211v m v m v m v m '+'=+，就可判断碰撞前后动量守恒。

三、实验方案：A 方案1：.利用气垫导轨实现两个滑块一维碰撞（一）、实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧、细绳等(二)、实验过程：1. 测质量：用天平测出滑块的质量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器测出两个滑块各种情况下碰撞前后的速度（改变滑块的质量、改变滑块初速度的大小、方向）速度的测量方法：如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L ．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置．当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t ，则滑块相当于在L 的位移上运动了时间t ，所以滑块匀速运动的速度v=L/t ．4. 验证一维碰撞中的动量守恒例题1：如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C 、D 的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M 的滑块A 、B ，做探究碰撞中不变量的实验：(1)把两滑块A 和B 紧贴在一起，在A 上放质量为m 的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A 和B ，在与A 和B 的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态。

(2)按下电钮使电动卡销放开，同时起动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A 和B 与挡板C 和D 碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A 至C 运动时间t 1，B 至D 运动时间t 2。

(3)重复几次取t 1，t 2的平均值。