7.验证动量守恒定律
实验：验证动量守恒定律
实验七验证动量守恒定律之蔡仲巾千创作1.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＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否相等.2.实验器材斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线.3.实验步调(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球.(2)依照如图1甲所示装置实验装置.调整、固定斜槽使斜槽底端水平.图1(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)不放被撞小球，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小球所有的落点都圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置.(5)把被撞小球放在斜槽末端，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.用步调(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N.如图乙所示.(6)连接ON，丈量线段OP、OM、ON的长度.将丈量数据填入表中.最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立.(7)整理好实验器材，放回原处.(8)实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒.1.数据处理验证表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON2.注意事项(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；(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坚持不变.命题点一教材原型实验例1如图2所示，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.图2(1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅丈量(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m1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，丈量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复.接下来要完成的需要步调是.(填选项前的符号)A.用天平丈量两个小球的质量m1、m2B.丈量小球m1开始释放高度hC.丈量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M 、NE.丈量平抛射程OM 、ON(3)经测定，m1＝45.0g ，m2＝7.5g ，小球落地点的平均位置距O 点的距离如图3所示.碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶.实验结果说明，碰撞前后总动量的比值p1p1′＋p2′＝. 图3(4)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(3)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON 的最大值为cm. 答案(1)C(2)ADE(3)142.91.01(4)76.80解析(1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v ＝x t.而由H ＝12gt2知，每次竖直高度相等，所以平抛时间相等，即m1OP t ＝m1OM t ＋m2ON t，则可得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.故只需测射程，因而选C.(2)由表达式知：在OP 已知时，需丈量m1、m2、OM 和ON ，故需要步调有A 、D 、E.(3)p1＝m1·OP t ，p1′＝m1·OM t 联立可得p1∶p1′＝OP∶O M ＝44.80∶35.20＝14∶11，p2′＝m2·ON t则p1′∶p2′＝(m1·OM t )∶(m2·ON t)＝11∶2.9 故p1p1′＋p2′＝m1·OP m1·OM＋m2·ON≈1.01 (4)其他条件不变，使ON 最大，则m1、m2发生弹性碰撞，则其动量和能量均守恒，可得v2＝2m1v0m1＋m2而v2＝ON t ，v0＝OP t故ON ＝2m1m1＋m2·OP＝2×45.045.0＋7.5×44.80 cm ≈76.80 cm.变式1在“验证动量守恒定律”的实验中，已有的实验器材有：斜槽轨道、大小相等质量分歧的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、圆规.实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图4所示.图4试根据实验要求完成下列填空：(1)实验前，轨道的调节应注意.(2)实验中重复多次让a 球从斜槽上释放，应特别注意.(3)实验中还缺少的丈量器材有.(4)实验中需要丈量的物理量是.(5)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式成立.答案(1)槽的末端的切线是水平的(2)让a 球从同一高处静止释放滚下(3)天平、刻度尺(4)a 球的质量ma 和b 球的质量mb ，线段OP 、OM 和ON 的长度(5)ma·OP＝ma·OM＋mb·ON解析(1)由于要包管两球发生弹性碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必须包管槽的末端的切线是水平的.(2)由于实验要重复进行多次以确定同一个弹性碰撞后两小球的落点的确切位置，所以每次碰撞前入射球a 的速度必须相同，根据mgh ＝12mv2可得v ＝2gh ，所以每次必须让a 球从同一高处静止释放滚下.(3)要验证mav0＝mav1＋mbv2，由于碰撞前后入射球和被碰球从同一高度同时做平抛运动的时间相同，故可验证mav0t ＝mav1t ＋mbv2t ，而v0t ＝OP ，v1t ＝OM ，v2t ＝ON ，故只需验证ma·OP＝ma·OM ＋mb·ON，所以要丈量a 球的质量ma 和b 球的质量mb ，故需要天平；要丈量两球平抛时水平方向的位移即线段OP 、OM 和ON 的长度，故需要刻度尺.(4)由(3)的解析可知实验中需丈量的物理量是a 球的质量ma 和b 球的质量mb ，线段OP 、OM 和ON 的长度.(5)由(3)的解析可知若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式ma·OP＝ma·OM＋mb·ON.命题点二实验方案创新创新方案1：利用气垫导轨1.实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、胶布、撞针、橡皮泥等.2.实验方法(1)测质量：用天平测出两滑块的质量.(2)装置：按图5装置并调好实验装置.图5(3)实验：接通电源，利用光电计时器测出两滑块在各种情况下碰撞前、后的速度(例如：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.例2(2014·新课标全国卷Ⅱ·35(2))现利用图6(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中，气垫导轨上有A 、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间.图6实验测得滑块A 的质量m1＝0.310kg ，滑块B 的质量m2＝0.108kg ，遮光片的宽度d ＝1.00cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB＝3.500ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示.若实验允许的相对误差绝对值(⎪⎪⎪⎪⎪⎪碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程.答案见解析解析按定义，滑块运动的瞬时速度大小v 为v ＝Δs Δt① 式中Δs 为滑块在很短时间Δt 内走过的路程设纸带上相邻两点的时间间隔为ΔtA，则ΔtA＝1f＝0.02s② ΔtA 可视为很短.设滑块A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v0、v1.将②式和图给实验数据代入①式可得v0＝2.00m/s③v1＝0.970m/s④设滑块B 在碰撞后的速度大小为v2，由①式有v2＝d ΔtB⑤ 代入题给实验数据得v2≈2.86m/s⑥设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p 和p′，则p ＝m1v0⑦p′＝m1v1＋m2v2⑧两滑块在碰撞前、后总动量相对误差的绝对值为δp＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪p －p′p ×100%⑨ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得δp≈1.7%<5%因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律. 创新方案2：利用等长的悬线悬挂等大的小球1.实验器材：小球两个(大小相同，质量分歧)、悬线、天平、量角器等.2.实验方法(1)测质量：用天平测出两小球的质量.(2)装置：如图7所示，把两个等大的小球用等长的悬线悬挂起来.图7(3)实验：一个小球静止，将另一个小球拉开一定角度释放，两小球相碰.(4)测速度：可以丈量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，丈量碰撞后小球摆起的角度，算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.例3如图8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右端接触且两球等高.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点离水平桌面的距离为b、C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外：图8(1)还需要丈量的量是、和.(2)根据丈量的数据，该实验中动量守恒的表达式为.(忽略小球的大小)答案(1)弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面离水平地面的高度H(2)2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h解析(1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变更，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，故只要再丈量弹性球1的质量m1，就能求出弹性球1的动量变更；根据平抛运动的规律只要测出立柱高h和桌面离水平地面的高度H就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变更，故只要丈量弹性球2的质量m2和立柱高h、桌面离水平地面的高度H就能求出弹性球2的动量变更.(2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h.创新方案3：利用光滑长木板上两车碰撞1.实验器材：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥、小木片.2.实验方法(1)测质量：用天平测出两小车的质量.(2)装置：如图9所示，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，连在小车甲的后面，在甲、乙两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.长木板下垫上小木片来平衡摩擦力.图9(3)实验：接通电源，让小车甲运动，小车乙静止，两车碰撞时撞针拔出橡皮泥中，两小车连接成一体运动.(4)测速度：可以丈量纸带上对应的距离，算出速度.(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.例4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图10所示.在小车甲后连着纸带，打点计时器的打点频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.图10(1)若已得到打点纸带如图11所示，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，则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(以上两格填“AB”“BC”“CD”或“DE”).图11(2)已测得小车甲的质量m甲＝0.40kg，小车乙的质量m乙＝0.20kg，由以上丈量结果，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？答案(1)BCDE(2)0.4200.417(3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的.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＝xBC Δt ＝1.05m/s ，v′＝xDE Δt＝0.695m/s m 甲v 甲＋m 乙v 乙＝0.420kg·m/s碰后m 甲v 甲′＋m 乙v 乙′＝(m 甲＋m 乙)v′＝0.60×0.695kg·m /s ＝0.417 kg·m/s.(3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv 之和是相等的.。
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。
实验七 验证动量守恒定律
定律。
(4)两滑块作用前后总动量不完全相等的主要原因是
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方案二:利用等长摆球完成一维碰撞实验 [实验器材] 带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、刻度尺、坐标纸、胶布等。 [实验步骤] 1.测质量:用天平测出两小球的质量m1、m2。 2.安装:把两个大小相同的小球用等长细线悬挂起来。 3.实验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰。
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(1)在安装实验器材时斜槽的末端应
。
(2)小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma
mb,两球的半径应满足
ra
rb。(填“>”“<”或“=”)
(3)已知B点为碰前小球a落点的平均位置,则小球a、b碰后落点的平均位置依
次是图中的
点和
点。
(4)在本实验中,验证动量守恒的表达式是下列选项中的
(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
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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h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的水平射程
(2)图甲中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a多次
从斜轨上同一位置静止释放+m2·OC,只要测得小球做平抛运动的水平射程,即可替代速度。
(2)碰撞完毕后,就要测数据验证了,由(1)知道可以通过测量它们的水平射程
就可以替代不容易测量的速度。再用天平称出两小球的质量m1、m2。
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(3)两球相碰前后的动量守恒的表达式见(1),弹性碰撞没有机械能损失,所以 还应满足机械能守恒,则应满足m1·OB2=m1·OA2+m2·OC2。 (4)将数据代入(3),因为存在实验误差,所以最后等式两边不会严格相等,所以 在误差允许范围内,碰撞前、后的总动量不变。
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。
第六章 实验七验证动量守恒定律
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实验基础梳理
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@《创新设计》
解析 (1)小球离开轨道后应做平抛运动，所以在安装实验器材时斜槽的末端必须保 持水平，才能使小球做平抛运动。 (2)为防止在碰撞过程中入射小球被反弹，入射小球a的质量ma应该大于被碰小球b的 质量mb。为保证两个小球的碰撞是对心碰撞，两个小球的半径应相等。 (3)由题图甲所示装置可知，小球a和小球b相碰后，根据动量守恒和能量守恒可知小 球b的速度大于小球a的速度。由此可判断碰后小球a、b的落点位置分别为A、C点。 (4)小球下落高度一样，所以在空中的运动时间 t 相等，若碰撞过程满足动量守恒， 则应有 mav0＝mava＋mbvb，两边同乘以时间 t 可得 mav0t＝mavat＋mbvbt，即有 maO——B— ＝maO——A—＋mbO——C—，故选项 B 正确。 答案 (1)保持水平 (2)> ＝ (3)A C (4)B
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注意事项 (1)碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 (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平面内。 (4)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一个小木片以平衡摩擦力。 (5)若利用斜槽进行实验，入射球质量m1要大于被碰球质量m2，即m1>m2，防止碰 后m1被反弹，且两球半径r1＝r2＝r。
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【变式训练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，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B 相碰并黏在一起继续做匀速运动，如图7所示。在小车A的后面连着纸带，电磁打点 计时器的频率为50 Hz。
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。
实验7验证动量守恒定律
高频考点例析
【答案】 (1)c→b→d→a 答案】 (2)天平 滑块 、B的质量 A、mB 的质量m 天平 滑块A、 的质量
L1 L2 (3)mA ＝mB t1 t2
(4)只与 、B中的某一个粘连好， 只与A、 中的某一个粘连好 中的某一个粘连好， 只与 这样把弹簧的质量考虑进去， 这样把弹簧的质量考虑进去，会减小系 统误差．不能与A、 都粘连 否则A、 都粘连， 统误差．不能与 、B都粘连，否则 、 B可能碰不到 、D，计时误差较大 答 可能碰不到C、 ，计时误差较大(答 可能碰不到 案是开放的，只要合理即可) 案是开放的，只要合理即可
基础知识梳理
5．先不放被碰小球，让入射球从 ．先不放被碰小球， 斜槽上同一高度处滚下，重复10次 斜槽上同一高度处滚下，重复 次， 用圆规画尽可能小的圆把所有的小球 落点圈在里面， 落点圈在里面，圆心就是入射球不碰 时的落地点P. 时的落地点 6．把被碰小球放在斜槽前端边缘 ． 处，让入射小球从同一高度滚下，使 让入射小球从同一高度滚下， 它发生正碰，重复10次，仿步骤(5)求 它发生正碰，重复 次 仿步骤 求 出入射小球落地点的平均位置M和被碰 出入射小球落地点的平均位置 和被碰 小球落地点的平均位置N. 小球落地点的平均位置
高频考点例析
(2)以平抛时间为时间单位，则平 以平抛时间为时间单位， 以平抛时间为时间单位 抛的水平距离在数值上等于平抛初速 度．设A未碰 ，平抛水平位移为sA； 未碰B，平抛水平位移为 未碰 A、B相碰后，A、B两球的水平位移分 相碰后， 、 两球的水平位移分 、 相碰后 别为s 、 ， 、 质量分别为 质量分别为m 别为 A′、sB′，A、B质量分别为 A、 则碰前A的动量可写成 的动量可写成m mB，则碰前 的动量可写成 AsA，碰 总动量为m 后A、B总动量为 AsA′＋mBsB′，要验 、 总动量为 ＋ ， 证动量是否守恒， 证动量是否守恒，即验证以上两动量 是否相等． 是否相等．所以该实验应测量的物理 量有m 量有 A、mB、sA、sA′、sB′. 、
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。
实验：验证动量守恒定律(解析版)--高一物理专题练习(内容+练习)
实验：验证动量守恒定律--高一物理专题练习（内容+练习）一、实验原理动量守恒定律的适用条件是系统不受外力或者所受外力的矢量和为0.当发生碰撞时作用时间很短，内力远大于外力，因此碰撞满足动量守恒的条件．在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′，若系统所受合外力为零，则系统的动量守恒，则m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.二、实验方案设计方案1：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒(1)质量的测量：用天平测量．(2)速度的测量：v＝dΔt，式中的d为滑块上挡光板的宽度，Δt为数字计时器显示的滑块上的挡光板经过光电门的时间．(3)碰撞情景的实现：如图所示，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，利用在滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量．(4)器材：气垫导轨、数字计时器、滑块(带挡光板)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平．(5)验证的表达式：m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2(注意速度的矢量性)方案2：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒如图甲所示，让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来，与放在斜槽末端的另一质量较小的同样大小的小球发生正碰，之后两小球都做平抛运动．(1)质量的测量：用天平测量．(2)速度的测量：由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等．如果以小球的飞行时间为单位时间，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度．只要测出不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离OP，以及碰撞后入射小球与被碰小球在空中飞出的水平距离OM和ON，就可以表示出碰撞前后小球的速度．(3)碰撞情景的实现：①不放被碰小球，让入射小球m 1从斜槽上某一位置由静止滚下，记录平抛的落点P 及水平位移OP .②在斜槽水平末端放上被碰小球m 2，让m 1从斜槽同一位置由静止滚下，记下两小球离开斜槽做平抛运动的落点M 、N 及水平位移OM 、ON .(4)器材：斜槽、两个大小相等而质量不等的小球、重垂线、白纸、复写纸、刻度尺、天平、圆规．(5)验证的表达式：m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON .三、实验步骤不论哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：(1)用天平测出相关质量．(2)安装实验装置．(3)使物体发生一维碰撞，测量或读出相关物理量，计算相关速度，填入预先设计好的表格．(4)改变碰撞条件，重复实验．(5)通过对数据的分析处理，验证碰撞过程动量是否守恒．(6)整理器材，结束实验．一、单选题1．验证动量守恒定律的实验装置如图所示，测得入射金属球P 的质量116.2g m =，直径116mm d =，需要在斜槽水平段末端放置一个被碰小球Q ，现有下列小球，应选用（）A ．金属球（m =19.0g ，d =16mm ）B ．玻璃球（m =5.4g ，d =16mm ）C ．塑料球（m =3.0g ，d =20mm ）D ．乒乓球（m =2.7g ，d =40mm ）【答案】B【解析】为了小球P 发生碰撞后不被反弹，P 小球质量应大于Q 小球质量，为了发生对心碰撞，两小球的直径应该相等。
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9、整理实验器材放回原处。
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注意事项： 1、斜槽末端的切线必须水平。调整方法是 让碰撞的小球放在斜槽末端水平部分的任一位置 都能静止。 2、使小支柱与槽口的距离等于小球直径。 3、认真调节小支柱的高度，既使两小球碰撞 时球心在同一高度上，又使球心连线与斜槽末轨 的切线相平行。 4、入射小球每次都必须从斜糟同一高度由静 止释放 。
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3、在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。 4、在白纸上记下重垂线所指 的位置0，它表示入射球m， 碰前的位置，如图所示。 5、先不放被碰小球，让入 射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 点暖在里面。圆心就是入射 球不碰时的落地点P。
返回定律
实验器材：斜槽，大小相同质量不等的小钢球两 个，重垂线，白纸，复写纸，天平，刻度尺， 圆规，三角板
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实验步骤：
1、先用天平测出小球质 量m1、m2； 2、按图安装好实验装置， 将斜槽固定在桌边，使槽 的末端切点水平，把被碰 小球放在斜槽前边的小支 柱上，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 球与被碰碰小球的球心连 线与轨道末端的切线平行， 以确保正碰后的速度方向 水平。
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实验目的
实验原理 实验器材 实验步骤 注意事项 误差分析
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实验目的： 验证碰撞中的动量守恒定律。
实验验证动量守恒定律
.
2.该实验入射球和靶球质量必须
满足
.
3.该实验需要测量的数据有：
4.m根1·v据1=测m量1·v数1′据+，m2验·v证2′动量守恒.的关系式是：
.
m1＞m2
m1、 m2、OM、 OP、 ON
m1·OP=m1·OM+m2·ON
o’ 验证动量守恒定律的实验装置
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 O'N----mB以vB’平抛时的水平射程 O’N=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+mBO’N
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
实验步骤
①、先用天平测量出两个小球的质量mA、mB。 ②、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
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7 验证动量守恒定律
实验七验证动量守恒定律验证动量守恒定律。
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′，计算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒。
[实验方案一]利用滑块和气垫导轨完成实验[实验器材]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、橡皮泥等。
[实验步骤]1．用天平测出滑块质量。
2．正确安装好气垫导轨。
3．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)。
[数据处理]1．滑块速度的测量：v＝ΔxΔt，式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为光电计时器显示的滑块挡光片经过光电门的时间。
2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。
[实验方案二]利用摆长相等的摆球完成实验[实验器材]带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。
[实验步骤]1．用天平测出两个等大小球的质量m1、m2。
2．把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。
3．一个小球静止，拉起另一个小球，放下后它们相碰。
4．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。
5．改变碰撞条件，重复实验。
[数据处理]1．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测算得出)。
2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。
[实验方案三]利用小车和打点计时器完成实验[实验器材]光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、重物、天平、撞针、橡皮泥。
[实验步骤]1．用天平测出两小车的质量。
2．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。
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。
验证动量守恒定律
验证动量守恒定律【实验目的】研究在碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒。
【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、m，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空121中飞出的水平距离s'和s'，若ms在实验误差允许范围内与ms'+ms'相等，就12111122验证了两小球碰撞前后总动量守恒。
P点是位置，M点是位置，N点是位置。
【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、m。
122(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碰前的位置。
15(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。
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实验07：验证动量守恒定律
【实验目的】
验证两小球碰撞前后总动量守恒。
【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 ′，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．
【实验器材】
斜槽；重锤线；大小相等而质量不等的小球两个；白纸；刻度尺；天平；游标卡尺。
除了上述器材外，还必须有。
【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入射小球．
2. 按照图所示安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平．
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. 不放被撞小球，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小球所有的落点都圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置．
5. 把被撞小球放在斜槽末端，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和被撞小球落点的平均位置N.如图所示．
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，看在误差允许的范围内是否成立．
7.整理好实验器材放回原处．
8.实验结论：在实验误差范围内，碰撞系统的动量守恒．
【注意事项】
1. 要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。
2. 应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。
3. 每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一挡板，使小球靠着档板，然后
释放小球。
4. 白纸铺好后不能移动。
【自己设计表格或列表计算】
【问题与讨论】
1．应使入射小球的质量大于被碰小球的质量，为什么？
2．每次入射小球都必须从槽上相同位置由静止滚下，为什么？
3．在调节实验装置时，为什么要使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平？为什么要使支柱与槽口间距离等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度？
【基础练习】
1. 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h B ．小球抛出点距地面的高度H C ．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 2
B ．测量小球m 1开始释放的高度h
C ．测量抛出点距地面的高度H
D ．分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置M 、N
E ．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②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 点的距离如图所示．碰撞前、后m 1的动量分别为p 1与p 1′，则p 1∶p 1′＝________∶11；若碰撞结束时m 2的动量为p 2′，则p 1′∶p 2′＝11∶
________.
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值p 1
p 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中已知的数据，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. 【基础练习答案】：
1. ①C
②ADE 或DEA 或DAE ③m 1·OM ＋m 2·ON ＝m 1·OP m 1·OM 2＋m 2·ON 2＝m 1·OP 2 ④14 2.9 1(1～1.01均可) ⑤76.8。