实验16 验证动量守恒定律
验证动量守恒定律实验报告
验证动量守恒定律实验报告验证动量守恒定律实验报告引言：动量守恒定律是物理学中一个重要的基本原理，它指出在一个封闭系统中，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。
本实验旨在通过实际操作来验证动量守恒定律，并探讨其在日常生活中的应用。
实验目的：1.验证动量守恒定律；2.了解动量的概念和计算方法；3.探究动量守恒定律在实际生活中的应用。
实验器材：1.两个小型推车；2.一根长直轨道；3.一根弹簧；4.一块纸板；5.一支测量尺；6.一台计时器。
实验步骤：1.将轨道平放在水平桌面上，确保其表面光滑无摩擦。
2.将两个小型推车放在轨道的一端，并用弹簧将它们连接起来。
3.在轨道的另一端放置一块纸板作为终点，用来记录小推车的到达时间。
4.将其中一个小推车推动起来，观察两个小推车的运动情况，并用计时器记录小推车到达纸板终点的时间。
5.重复上述步骤3-4，分别记录两个小推车单独运动和连接运动的时间。
实验数据记录：实验一：两个小推车单独运动小推车1到达纸板终点的时间：t1小推车2到达纸板终点的时间：t2实验二：两个小推车连接运动两个小推车连接后到达纸板终点的时间：t3实验结果分析：根据动量守恒定律，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。
在本实验中，我们可以通过计算小推车的动量来验证动量守恒定律的有效性。
根据动量的定义，动量（p）等于物体的质量（m）乘以其速度（v）。
因此，小推车的动量可以表示为p = mv。
在实验一中，两个小推车单独运动，它们的动量分别为p1 = m1v1和p2 =m2v2。
根据动量守恒定律，p1 + p2应该等于一个常数。
我们可以通过计算p1 + p2的值来验证动量守恒定律。
在实验二中，两个小推车连接运动，它们的总动量为p3 = (m1 + m2)v3。
同样地，根据动量守恒定律，p3应该等于实验一中的p1 + p2。
我们可以通过比较p3和p1 + p2的值来验证动量守恒定律。
实验结论：根据实验数据的计算结果，我们可以得出以下结论：1.在实验一中，两个小推车单独运动时，它们的动量之和保持不变。
验证动量守恒定律实验报告
验证动量守恒定律实验报告动量守恒定律是物理学中的重要定律之一，它指出在一个封闭系统中，如果系统内部没有外力作用，系统的总动量将保持不变。
为了验证动量守恒定律，我们进行了以下实验。
首先，我们准备了一台光滑的水平轨道，轨道上有两个小车，分别标记为A和B。
我们使用了两个弹簧秤，一个用来测量小车A的初速度，另一个用来测量小车B的初速度。
在实验开始之前，我们先测量了两个小车的质量，并记录下来。
接下来，我们让小车A静止在轨道的一端，小车B静止在轨道的另一端。
然后我们用手推小车A，让它向小车B运动。
当小车A碰撞到小车B时，我们立即按下计时器，并记录下碰撞后两个小车的运动情况。
通过实验数据的分析，我们发现碰撞后小车A的速度减小，而小车B的速度增大。
根据动量守恒定律，我们知道在碰撞过程中，系统的总动量应该保持不变。
因此，我们计算了碰撞前后系统的总动量，发现它们的值几乎相等，这验证了动量守恒定律在这个实验中的有效性。
在实验过程中，我们还发现了一些误差。
首先，由于轨道的摩擦力和空气阻力的存在，小车在碰撞过程中会有能量损失，导致动量并不完全守恒。
其次，测量仪器的精度也会对实验结果产生一定的影响。
为了减小误差，我们可以采取一些措施，比如减少轨道的摩擦力，提高测量仪器的精度等。
总的来说，通过这个实验，我们成功验证了动量守恒定律。
动量守恒定律在物理学中有着广泛的应用，它不仅可以解释碰撞、爆炸等现象，还可以帮助我们理解宇宙中许多复杂的运动规律。
希望通过这个实验，大家对动量守恒定律有了更深入的理解，同时也能够认识到实验中误差的存在及其对结果的影响，从而更加科学地进行实验研究。
力学实验中如何验证动量守恒定律
力学实验中如何验证动量守恒定律在物理学中，动量守恒定律是一个极其重要的基本定律。
它指出，如果一个系统不受外力或者所受合外力为零，那么这个系统的总动量保持不变。
为了验证这一定律，科学家们设计了各种各样的力学实验。
接下来，让我们一起探讨在力学实验中如何验证动量守恒定律。
首先，我们需要明确动量的概念。
动量（momentum）等于物体的质量乘以其速度，用公式表示就是 p ＝ mv ，其中 p 是动量，m 是物体的质量，v 是物体的速度。
在实验设计中，常见的方法有气垫导轨实验和碰撞实验。
气垫导轨实验是一种较为精确的验证动量守恒定律的方法。
气垫导轨是一种能够减少摩擦力的实验装置。
在气垫导轨上，我们可以让一个滑块以一定的初速度运动，然后通过光电门等测量装置来测量滑块的速度。
假设我们有两个质量分别为 m1 和 m2 的滑块，它们在气垫导轨上相向运动，速度分别为 v1 和 v2 。
在碰撞之后，它们的速度分别变为v1' 和 v2' 。
根据动量守恒定律，碰撞前的总动量应该等于碰撞后的总动量。
即：m1v1 ＋ m2v2 ＝ m1v1' ＋ m2v2' 。
在实验中，我们通过测量滑块碰撞前后的速度，代入上述公式进行计算，如果左右两边相等，就验证了动量守恒定律。
另一种常见的实验是碰撞实验。
比如，我们可以使用两个小球进行正碰实验。
在这个实验中，我们先测量两个小球的质量 mA 和 mB ，以及它们碰撞前的速度 vA 和 vB 。
碰撞后，再次测量它们的速度 vA' 和 vB' 。
同样，根据动量守恒定律，有 mAvA ＋ mBvB ＝ mAvA' ＋ mBvB' 。
为了更准确地测量速度，我们可以利用平抛运动的原理。
让碰撞后的小球做平抛运动，测量它们平抛的水平距离和下落的高度，从而计算出平抛的初速度。
在进行这些实验时，有几个关键的注意事项。
第一，要尽量减少实验中的误差。
例如，测量质量和速度时要使用精度较高的仪器，保证测量结果的准确性。
高中物理人教版选修3一5第十六章动量守恒定律实验-验证动量守恒定律
高中物理人教版选修3一5第十六章动 量守恒 定律实 验-验证 动量守 恒定律
例析.如图,在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的
质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验,实验步骤如下:
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A和B的固定挡板间放入一轻弹簧,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,同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计
高中物理人教版选修3一5第十六章动 量守恒 定律实 验-验证 动量守 恒定律
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体间相互作用时动量守恒. (1)该同学还必须有的器材是 刻度尺、天平 .
动量守恒定律的实验验证
动量守恒定律的实验验证动量守恒定律是物理学中的基本定律之一，它在描述物体运动时起着重要的作用。
为了验证动量守恒定律的有效性和可靠性，进行了一系列实验。
实验一：弹性碰撞实验在实验室中，准备了两个相同质量的小球A和B，它们分别处于静止状态，相距一定距离。
首先给小球A以某一初速度，让其沿着一条直线轨道运动。
当小球A与小球B发生完全弹性碰撞后，观察两球的运动情况。
实验结果显示，小球A在碰撞前具有一定的动量，而小球B则静止。
在碰撞后，小球A的速度减小而改变了运动方向，而小球B则具有与小球A碰撞前小球A相同大小的速度，并沿着小球A碰撞前运动的方向运动。
实验结果表明，碰撞过程中总动量守恒，即小球A的动量减小，而小球B的动量增加，两者之和保持不变。
实验二：非弹性碰撞实验在实验室中，同样准备了两个相同质量的小球A和B，它们分别处于静止状态，相距一定距离。
与实验一不同的是，在这次实验中，小球A与小球B发生非弹性碰撞。
实验结果显示，小球A与小球B发生碰撞后，它们黏在一起并以共同的速度沿着小球A碰撞前运动的方向运动。
与弹性碰撞不同的是，碰撞过程中能量有一部分转化为内能而被损失，因此总动量守恒，但总机械能不守恒。
实验三：爆炸实验在实验室中，放置了一块弹性墙壁，并将一个质量较大的小球C静止放在墙壁前方。
在小球C与墙壁发生碰撞时，观察碰撞后的情况。
实验结果显示，当小球C与墙壁发生碰撞时，小球C的动量改变，由静止变为运动状态。
这说明，碰撞过程中小球C获得了墙壁的动量。
根据动量守恒定律，小球C的动量增加被墙壁吸收，总动量守恒。
通过以上实验可以得出一个普遍的结论：在孤立系统中，如果没有外力作用，系统总的动量保持不变。
这就是动量守恒定律的实验证明。
总结：动量守恒定律是物理学中非常重要的定律之一，通过弹性碰撞、非弹性碰撞和爆炸等实验证明了动量守恒定律的有效性和可靠性。
实验结果表明，无论是弹性碰撞还是非弹性碰撞，总的动量保持不变，只有部分能量转化或损失。
验证动量守恒定律实验结论
验证动量守恒定律实验结论一、实验目的二、实验原理1. 动量的定义和动量守恒定律2. 实验装置及测量方法三、实验步骤四、实验结果与分析1. 实验数据处理与分析2. 实验误差分析及讨论五、结论与讨论一、实验目的本次实验旨在通过验证动量守恒定律，探究物体相互碰撞时动量守恒的规律，并了解物体碰撞时动能转化为其他形式能量的过程。
二、实验原理1. 动量的定义和动量守恒定律动量是物体运动状态的基本物理量，用符号p表示。
在经典力学中，一个质点的动量定义为其质量m与速度v之积，即p=mv。
而对于多个质点组成的系统，则可以用各个质点动量之和来描述整个系统的运动状态。
当两个物体相互作用时，它们之间会产生一个力，这个力称为相互作用力。
根据牛顿第三定律，两个物体之间相互作用力大小相等方向相反。
根据牛顿第二定律F=ma, 可以得到：F = m1*a1F = m2*a2将以上两个式子相加，可以得到：F = m1*a1 + m2*a2根据牛顿第三定律，a1和a2大小相等方向相反，所以可以得到：F = (m1+m2)*a将上式两边同时乘以t，可以得到：F*t = (m1+m2)*a*t根据动量的定义p=mv，可以得到：p1 + p2 = m1*v1 + m2*v2在碰撞前后，质点的动量守恒，则有：p1' + p2' = p1 + p2其中p'表示碰撞后物体的动量。
因此，在碰撞前后物体的动量守恒。
2. 实验装置及测量方法实验装置包括：弹性小车、不同重量的铁块、光电门、计时器等。
实验步骤如下：(1) 将弹性小车靠在桌子边缘，并调整其位置使其不会滑落。
(2) 在小车上放置一个铁块，并用光电门测量小车运动的速度。
(3) 记录下小车与铁块相撞前后的速度，并计算出它们之间的相对速度。
(4) 重复以上步骤多次，记录数据并进行处理和分析。
三、实验步骤1. 将弹性小车靠在桌子边缘，并调整其位置使其不会滑落。
2. 在小车上放置一个铁块，并用光电门测量小车运动的速度。
实验 验证动量守恒定律
实验：研究碰撞中的动量守恒一、气垫导轨实验探究法注意：1、碰撞时难免有能量损失。
只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，它才是我们寻找的不变量。
在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架，可以得到能量损失很小的碰撞。
在滑块的碰撞端面贴胶布，可以增大碰撞时的能量损失。
如果在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个滑块连接成一起运动，这样的碰撞中能量损失很大。
如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连成一体。
2、原来连在一起的两个物体，由于它们之间具有相互排斥的力而分开，这实际上也是一种碰撞。
这种情况可以通过下面的方法实现：用细线将弹簧片拉成弓形，放置于质量不同的两个滑块之间，并使它们静止。
然后烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动。
实验器材气垫导轨、滑块、光电门、光电计时器、学生电源、导线、开关、天平实验步骤1、先用天平测出两个滑块的质量m1和m2。
2、调节气垫导轨水平（方法是将滑块放到导轨上，不自动地向一方滑动），并调整光电门处于待测状态。
3、按图连接好实验装置4、打开气垫导轨，让滑块能在导轨上无摩擦地滑动5、打开光电计时器，分别给两滑块初速度，用光电计时器直接测出碰前速度v1和v2以及碰后的速度v1ˊ和v2ˊ，并记录在表格中。
填表时要注意：如果小球碰撞后运动的速度与原来的方向相反，应在数据前加一负号表示。
6、在两滑块碰撞位置加上橡皮泥（用天平称出加泥后的质量），再重复上述过程，把碰撞前后的速度记录在表格中。
7、在两滑块的碰撞端贴胶布，同样重复上述过程，记录数据，填入表格。
8、研究记录的数据，从中找出前后不变的量。
注意事项1、应让滑块在导轨上能无摩擦地滑动，不受阻力作用。
2、气垫导轨应放水平。
3、所给滑块的初速度不能太大或太小。
二、打点计时器实验探究法实验器材光滑导轨、滑块、电磁打点计时器、学生电源、配重砝码、纸带，天平、刻度尺。
实验步骤1、在两滑块碰撞位置加上橡皮泥，先用天平称出加泥后两个滑块的质量m1和m2。
验证动量守恒定律笔记
验证动量守恒定律笔记
验证动量守恒定律的实验可以通过以下步骤进行：
实验目的：验证碰撞中的动量守恒。
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 ′，算出碰撞前的动量 p ＝ m 1 v 1＋ m 2 v 2 及碰撞后的动量 p ′＝ m 1 v 1′＋ m 2 v 2′，看碰撞前后动量是否相等。
实验器材：可以选择以下几种方案：
利用气垫导轨完成一维碰撞实验。
需要气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。
在光滑长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验。
需要光滑长木板、打点计时器、纸带、小车 (两个)、天平、撞针、橡皮泥。
利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验。
需要斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。
实验步骤：具体步骤会根据所选的实验器材方案有所不同。
一般包括测量质量、安装设备、进行实验、测量速度、改变条件、重复实验、验证一维碰撞中的动量守恒。
1.6实验：验证动量守恒定律
例：气垫导轨是常用的一种实验仪器。如
图所示，我们可以用带竖直挡板C 和D 的
气垫导轨以及滑块 A 和B 来验证动量守
恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度
忽略不计)，采用的实验步骤如下：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋 钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹
射架的外侧，将纸带穿过打点计时器，调节
打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动
时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间； ⑥先__________，然后__________，让
• 8.将各测量值代入p=m1 OP， p′=m1 OM +m2 ON ，看碰前、碰后系统 总动量是否相等,得出结论.
小球碰撞前后三个落点的位置
某同学用如图所示的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，O点是水平槽的末
端R在记录纸上的竖直投影点.实验时先使A
号、③号位置.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.则
• (1)以上记录的①号、 ②号、③号位置分别 在 、 、 .(选填“甲”、 “乙”、“丙”)
(2)若球在甲、乙、丙处 落地痕迹如图 (甲)、 (乙)、(丙)所示，则未 碰撞的A球落下水平 射程应为 45.6 cm, 发 生碰撞的A、B球水平 射程应分别为 17.2cm、 cm. 64.7cm
• 2.将斜槽固定在桌边，使斜槽末端切线水平，
高考物理大一轮复习实验十六验证动量守恒定律
实验十六验证动量守恒定律1．如图所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：Ⅰ.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A和B的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态；Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A 和B与固定挡板C和D碰撞时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t1，B至D的运动时间t2；Ⅲ.重复几次，取t1和t2的平均值．(1)在调整气垫导轨时应注意_______________________________；(2)应测量的数据还有______________________________________；(3)只有关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和．解析：(1)使气垫导轨水平(2)滑块A的左端到挡板C的距离s1和滑块B的右端到挡板D的距离s2(3)由动量守恒定律列方程式(M＋m)s1/t1＝Ms2/t2答案：见解析2．如图所示气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B.b．调整气垫导轨，使导轨处于水平．c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡锁锁定，静止放置在气垫导轨上．d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1.e．按下电钮放开卡锁，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是_________________________________．(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________，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_______________________________________________________．解析：(1)实验要验证A、B被弹簧弹离后动量大小是否相同，必须计算出两滑块的速度，因此实验过程中还必须测出B的右端至D板的距离L2.因数μ，查出当地的重力加速度g.B．用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧压缩，滑块B紧靠在桌边．C．剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地时到重垂线的水平位移x1和滑块A沿桌面滑行距离x2.(1)为验证动量守恒，写出还须测量的物理量及表示它的字母：_________.(2)动量守恒的表达式为__________________________．4．如图所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高．将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰后球1向左最远可摆到B点，球2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A点离水平桌面的距离为a.B点离水平桌面的高度为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外，(1)还需要测量的量是________、________和________．(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为________.(忽略小球的大小)解析：(1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞前后的高度a和b，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球1的质量m1，就能求出弹性球1的动量变化；根据平抛运动的规律，只要测出立柱高h和桌面高H就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球2的质量和立柱高h、桌面高H就能求出弹性球2的动量变化．(2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程为2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h.答案：(1)弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面高H(2)2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h5．某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图(b)所示；⑧测得滑块1的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg·m/s(保留三位有效数字)．(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是______________________.(2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦。
力学实验验证动量守恒定律
力学实验验证动量守恒定律动量守恒定律是力学领域中的重要定律之一，它描述了一个封闭系统中的总动量是恒定不变的。
我们可以通过一系列的力学实验来验证这个定律。
实验一：弹球撞击在这个实验中，我们可以选择一个平滑的水平面和两个大小相同的弹性球。
首先，我们以一定速度将一个弹性球A沿水平面运动，并保持另一个球B静止。
当球A撞击到球B时，我们可以观察到球A会停下来，并且球B会开始以相同的速度进行运动。
根据动量守恒定律，如果我们将弹性球A和弹性球B视为一个封闭系统，那么撞击前后总动量应该保持恒定。
在这个实验中，球A的动量在撞击前是$m_av_a$，撞击后是$m_av_a$，而球B的动量在撞击前是0，在撞击后是$m_bv_b$。
因此，根据动量守恒定律的数学表达式，我们有$m_av_a + 0 = m_av_a + m_bv_b$。
由于球A和球B的质量和速度在实验中是一定的，根据实验结果，我们可以验证动量守恒定律的成立。
实验二：火箭发射在这个实验中，我们可以使用一个小型的水箭模型。
首先，我们在水箭上装满压缩空气。
当我们打开气阀时，空气会从箭头处射出，并且由反冲作用产生推动力。
我们可以观察到，当箭头喷出气体的速度越快，箭身向相反方向运动的速度越大。
根据动量守恒定律，当气体从箭头射出时，箭头和箭身构成了一个封闭系统。
在这个实验中，箭身的质量和速度在反冲作用前是0，在反冲作用后是$m_cv_c$；而箭头射出气体的质量在反冲作用前是$m_d$，在反冲作用后是0。
根据动量守恒定律的数学表达式，我们有$0 +m_dv_d = 0 + m_cv_c$。
通过观察箭身和箭头运动的速度，并知道箭身质量与箭头射出气体质量的比例，我们可以验证动量守恒定律的有效性。
实验三：碰撞车碰撞车实验是一种经典的力学实验，可以直观地演示动量守恒定律。
在这个实验中，我们可以使用两个金属车轮，每个车轮上都有一个金属球。
当一个金属球以一定的速度撞向另一个金属球时，我们可以观察到两个金属球会反弹，并且各自以相同的速度向相反方向运动。
验证动量守恒定律
实验验证动量 守恒定律
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数据处理
入射球、被碰球都是从同—高度开始做平抛运动，故它们平抛运动的时间都相同，设为 t，入射球从斜槽轨道上某—点由静止释放后，落在P点，它平抛运动的起点为斜槽轨道 的末端，共平抛运动的水平位移为OP，水平速度v′=OP/t，入射球从斜槽轨道上的同 一点由静止释放，与被碰球碰撞后分别落在M、N点，它们的水平速度分别为 v1′=OM/t，v2′=ON/t，如果动量守恒，则应有m1v1 = m1v1’ + m2v2’，亦即
一．图中s应是B球初始位置到
的水平距离．
二．为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得的物理量
有：
。
三．用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量：
○ pA=
，pA′=
，pB=
，pB′=
。
例4 如图，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫 导“轨动和量有守固 恒定 定挡 律板 ”的的质实量验都，是实验m0步的骤滑如块下A：、B做验证
两球落地，球m1和m2的落地点分别是M、N，
已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点．问：
1. 若碰撞中动量守恒，应满足的关系式
为
．
2. 若ml=20g，m2=l0g，OP=30cm，
OM=10.0cm，ON=40.0cm，试判断动量是否
守恒．
在做“碰撞中的动量守恒”的实验中，小球
m1从斜槽某一高度由静止滚下，落到水平面
(1)把两滑块A、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A和 B的固定挡板间放入一弹簧，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，同时启动两个记
实验：验证动量守恒定律
验证动量守恒定律 【实验步骤】
O
M
P
N
验证动量守恒定律 【实验步骤】 7、在白纸上确定入射小球不碰撞时的落地点P； 碰撞后入射小球的落地点M；被碰小球的抛出点O’ 及落地点N
r1+r2 O O’ M P N
8、过O、O’、M、P、N作一直线，用刻度尺量出线 段OM、OP、O’N的长度 9、判断 m 1 OP m 1 OM m 2 O ' N ?
调节小支柱，使入射小球和被碰小球的球心 在同一高度，使小支柱与斜槽末端的距离等 于两小球半径之和。
验证动量守恒定律 【实验步骤】 3、在水平地面上铺一张白纸，白纸上铺上复写纸 4、在白纸上记下重锤线所指的位置O 5、先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某一高 度由静止开始滚下，重复十次。 6、将被碰小球放在小支柱上，让入射小球从斜槽 上同一高度由静止开始滚下，重复十次。 实验过程白纸不能移动
实验：验证动量守恒定律
验证定律
【实验器材】
1、碰撞实验器 2、两个直径相同质量不同的小球 3、天平 4、游标卡尺 （测小球质量） （测小球直径）
5、白纸，复写纸 （记录小球落点）
6、刻度尺
（测小球水平距离）
验证动量守恒定律 【实验步骤】 1、用天平测出两个小球的质量m1、m2 质量大的小球m1做为入射小球 质量小的小球m2做为被碰小球 2、安装碰撞实验器 调节斜槽末端水平
原创：实验十六验证动量守恒定律
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
在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1和m2及
碰撞前、后物体的速度v1、v2及v1′、v2′，找出碰撞前的
动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，
看碰撞前、后动量是否守恒。
三、实验器材
方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重
R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。
65.7
(1)碰撞后B球的水平射程应取为________cm；
··
用尽可能小的圆把
小球落点圈在里面，
找出圆心的位置
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？
A．水平槽上未放B球时， 【解析】
测量A球落点位置到O点 小球做平抛运动时飞行时间
的距离
相同，所以可以用水平位移
位有效数字)。
0.2
[解析] (2)作用前滑块 1 的速度 v1＝
m/s＝2 m/s，
0.1
其 质 量 与 速 度 的 乘 积 为 0.310 kg×2 m/s ＝ 0.620
0.168
kg·m/s，作用后滑块 1 和滑块 2 具有相同的速度 v＝
0.14
m/s＝1.2 m/s，其质量与速度的乘积为(0.310 kg＋0.205
2．方案提醒
(1)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。
(2)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。
(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小
木片用以平衡摩擦力。
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(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块 相互作用以前系统的总动量为______kg· m/s；两滑块相
互作用以后系统的总动量为______kg· m/s(保留三位有效
数字)． (3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是________ ________________________________．
出碰撞后对应小球的速度．
(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验．
(6)验证：一维碰撞中的动量守恒．
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
带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰
撞端分别装上撞针和橡皮泥． (3)实验：接通电源，让小车A运动，小车B静止，两车碰 撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动．
解析：根据平抛运动水平方向是匀速运动，因为 m1 OM ＋ m2 ON ＝ 38m2 ＋ 68.2m2 ＝ 106.2m2 ， m1 OP ＝ 2m2×53.3＝106.6m2，m1 OP ≈m1 OM ＋m2 ON ，故在误差 允许范围内两小球碰撞前后动量守恒．
答案：m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON ，即在误差允许范围内两 小球碰撞前后动量守恒
Δx (4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由 v＝ 算 Δt 出速度． (5)改变条件：改变碰撞条件、重复实验． (6)验证：一维碰撞中的动量守恒．
方案四：利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验 1．先用天平测出小球质量m1、m2.
2．按图实－16－1所示那样安装
好实验装置，将斜槽固定在桌 边，使槽的末端点切线水平， 调节实验装置使两小球碰时处 于同一水平高度，且碰撞瞬间入射小球与被碰小球的球
从A处沿斜槽滚下经槽的末端水
平飞出后落在地面上的P点处． 当仍从A点滚下与放在斜槽前端边缘处的小球m2对心碰 撞后，m1、m2分别落到M和N点处，用直尺测得OM＝ 19.0 cm，ON＝68.2 cm，OP＝53.3 cm.设碰前瞬间m1的速
度大小为v1，碰后瞬间m1、m2的速度大小分别为v1′、
v2′，小球做平抛运动的时间为T，则通过以上实验 数据，可以得到的结论是：______________________ ______________________________________________ _____________________________________________.
平均落点为C点，而b球与a球相撞后，b球(反弹后又落
下)和a球平均落点分别为A点和B点，如图实－16－3所
示．该同学也测得过程中的各物理量，利用这些数据也 能判断碰撞过程中的动量守恒，判断的依据是看______ 和________在误差允许的范围内是否相等，利用该实验
的数据还可以判断两球碰撞过程中机械能是否守恒，判
[答案]
(1)A、F (2)A
C ma OB 2＋mb OA 2
(3)mb OC
ma OB －mb OA
[例2] (2011· 大连模拟)某同学利用打点计时器和气垫导
轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图 实－16－4(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、 弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着 一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空
[解析] 滑块．
(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开
(2)作用前系统的总动量为滑块 1 的动量 p0＝m1v0. 0.2 v0＝ m/s＝2 m/s，p0＝0.31×2 kg· m/s＝0.620 kg· m/s. 0.1 作用后系统的总动量为滑块 1 和滑块 2 的动量和，且此 0.168 时两滑块具有相同的速度 v，v＝ m/s＝1.2 m/s，p 0.14 ＝ (m1 ＋ m2)v ＝ (0.310 ＋ 0.205)×1.2 kg· m/s ＝ 0.618 kg· m/s.
A．如果小球每一次都从同一点无初速释放，重复几次的
落点应当是重合的
B．由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不重合是 正常的，但落点应当比较密集 C．测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、 P3、„P10，则OP应取OP1、OP2、OP3„OP10的平均值，
即OP＝(OP1＋OP2＋„OP10)/10
气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样
就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．
(1)下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨
水平； ②向气垫导轨空腔内通入压缩空气； ③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧， 将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端， 调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸 带始终在水平方向；
③选质量较大的小球作为入射小球； ④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始 终保持不变． 3．探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不
改变．
六、误差分析 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，
D．用半径尽量小的圆把P1、P2、P3„P10圈住，这个圆的 圆心就是入射球落点的平均位置P
解析：重复操作时小球的落点不会全重合，但距离应较 近．确定落点位置的方法是画最小的圆圈定落点，圆心
作为落点位置．
答案：BD
2．如图实－16－6是研究两小球碰 撞的实验示意图，已知它们的质 量分别为m1和m2，且m1＝2m2， 两小球的半径r相同．当小球m1
Δx 方案三：小车速度的测量：v＝ ，式中 Δx 是纸带上 Δt 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
五、注意事项
1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”． 2．方案提醒 (1)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．
心连线与轨道末端的切线平行，以确保正碰后的速度方
向水平． 3．在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸．
4．在白纸上记下重垂线所指的位置O，它表示入射球m1碰 前的位置． 5．先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度处滚下，
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，圆心就是入射小球发生碰撞前的落地点P. 6．把被碰小球放在斜槽的末端，让入射小球从同一高度滚 下，使它发生正碰，重复10次，仿步骤5求出入射小球落 地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N.
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．
2．数据处理 (1)速度的测量 Δx 方案一：滑块速度的测量：v＝ ，式中 Δx 接为滑块 Δt 挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt 为 数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间． 方案二：摆球速度的测量：v＝ 2gh，式中 h 为小球 释放时(或碰撞后摆起的)高度，h 可用刻度尺测量(也可由 量角器和摆长计算出)．
断的依据是mb· OC 2 与________在误差允许的范围内是 否相等．
[解析]
(1)由实验原理(入射球、被碰球均从斜槽末端开始
做平抛运动)可知需要测量的物理量为 A、F. (2)碰前 a 球的速度大于碰后的速度，碰后 b 球速度大于 a 球速度，可知碰后 a 的落点是 A，b 的落点是 C. (3)判定动量是否守恒的依据是 mb OC 和 (ma OB －mb OA ) 在误差允许的范围内是否相等． 判定机械能是否守恒的依据是 mb OC 2 与 ma OB 2＋mb OA 2 在误差允许范围内是否相等．
(1)本实验必须测量的物理量是 ________________． (填序号 字母) A．小球 a、b 的质量 ma、mb B．小球 a、b 的半径 r C．斜槽轨道末端到水平地面的高度 H D．球 a 的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差 h E．小球 a、b 离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间 F．记录纸上 O 点到两小球的平均落点位置 A、B、C 的距 离 OA 、 OB 、 OC
方案二：利用等长悬线悬挂大小相等的小球完成一维 碰撞实验 (1)测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2.
(2)安装：把两个大小相等的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． (4)测速度：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
(2)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． (3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以 平衡摩擦力．
(4)若利用斜槽小球碰撞应注意： ①斜槽末端的切线必须水平；
②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；
(2)放上被碰小球b，两球(ma＞mb)相碰后，小球a、b的 平均落点位置依次是图实－16－2中的__________点和 ________点．
(3)某学生在做该实验时，不小心
把a、b球位置换了．即把质量较 大的a球(质量为ma)当成了被碰球， 把质量较小的b球(质量为mb)当成 了入射球．结果b球单独滚下时，
一、实验目的
验证碰撞中的动量守恒．
二、实验原理 在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1和m2及 碰撞前后物体的速度v1、v2及v1′、v2′，找出碰撞前的动 量p＝m1v1＋ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，