实验：验证动量守恒定律 课件
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_A_球__碰__后__反_弹__回__去__，__在__轨_道__上__运__动__的__过_程__中__，__要__克__服_摩__擦__力__做__功__而_消__耗_ 机
械能，它再次运动到斜槽末端时，速度】某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”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。 (1)若已得到打点纸带如图3.5-2-2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___BC _段来计算A碰前的速度，应 选择___ DE _ 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=_0_._4_20___kg·m/s；碰后(m1+m2)v共
位置要始终保持不变。
例１：如图 所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图
C （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（ ）
A．m1＞m2，r1＞r2 C．m1＞m2，r1＝r2 B．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Ａ（C）
(1)碰撞后 B 球的甲水平射程应取为__6_4__._6__cm乙.
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： ___A__、_B__、__D____(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
=_0_.4_1_7___kg·m/s。由此得出结论
______在_误__差__许_可__的__范_围__内__，_碰__撞__中_m__v的__矢__量_和__是__守_恒__的_______
C.测量 A 球或 B 球的直径
D.测量 A 球和 B 球的质量(或两球质量之比)
E.测量 G 点相对水平槽面的高度
例3．(2016 年珠海二模)如图 所示，某同学利用半径相同、质量 较小的 A 球和质量较大的 B 球来探究动量守恒定律，图中 QR 为水平槽．实验时，他让 A 球从斜槽上某一固定位置 G由静止 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；再把 B 球放在水平槽末端，让 A 球仍从位置 G由静止滚 下，和 B 球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下各自落点的 痕迹，重复操作 10 次．图中的 O 点是水平槽末端的垂直投影 点．用天平称量出两球的质量，用米尺测量出各球落点的平均 位置到 O 点的距离，如下表：
【误差分析】 本实验误差主要来源: (1)小球每次释放位置存在差异。 (2)小球离开轨道时的速度不水平。 (3)M、N、P点位置确定存在误差。
【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
(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,如实验原理图。
(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度,将 测量数据填入表中。
(7)整理好实验器材放回原处。
【数据处理】 验证表达式: m1 OP＝m1 OM＋m2 ON。
mA/g
mB/g OM/cm ON/cm OP/cm
10.0
40.0 39.30 54.85 98.29
(1)根据表中的数据分析可得：M 点是 B 球的落点，则 N 点是 A 球在____碰_撞__后___的落点，P 点是 A 球在_碰__撞__前__的落点．填(“碰 撞前”或“碰撞后”) (2)取小球做平抛运动的时间为单位时间，用 mA、mB 和图中字母 表示碰撞前的总动量 p1＝_m_A_·_O_P__ _ ，碰撞后的总动量 p2＝____m_B·OM －mA·_O_N_. (3) 将表中数据代入发现 p1__小__于____p2 ( 填“大于”、“等于”或 “小于”)，其主要原因是：
A．直尺 B．游标卡尺
C．天平
D．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)m1·OP ＝m1·OM ＋m2·ON 成立，即表示碰撞中动量守
恒
例2．某同学用图 甲中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，实 验图中 O 点是水平槽末端 R 在记录纸上的垂直投影点．B 球落 点痕迹如图乙所示，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．
【实验过程】
(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)按照实验原理图甲安装实验装置,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。
实验：验证动量守恒定律
【实验目的】 验证碰撞中的动量守恒定律。 【实验原理】 在一维碰撞中,测出物体的质量m1、m2和碰撞前、后
物体的速度v1、v2、v′1、v′2,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。
【实验器材】
斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白 纸、圆规等。
械能，它再次运动到斜槽末端时，速度】某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”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。 (1)若已得到打点纸带如图3.5-2-2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___BC _段来计算A碰前的速度，应 选择___ DE _ 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=_0_._4_20___kg·m/s；碰后(m1+m2)v共
位置要始终保持不变。
例１：如图 所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图
C （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（ ）
A．m1＞m2，r1＞r2 C．m1＞m2，r1＝r2 B．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Ａ（C）
(1)碰撞后 B 球的甲水平射程应取为__6_4__._6__cm乙.
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： ___A__、_B__、__D____(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
=_0_.4_1_7___kg·m/s。由此得出结论
______在_误__差__许_可__的__范_围__内__，_碰__撞__中_m__v的__矢__量_和__是__守_恒__的_______
C.测量 A 球或 B 球的直径
D.测量 A 球和 B 球的质量(或两球质量之比)
E.测量 G 点相对水平槽面的高度
例3．(2016 年珠海二模)如图 所示，某同学利用半径相同、质量 较小的 A 球和质量较大的 B 球来探究动量守恒定律，图中 QR 为水平槽．实验时，他让 A 球从斜槽上某一固定位置 G由静止 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；再把 B 球放在水平槽末端，让 A 球仍从位置 G由静止滚 下，和 B 球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下各自落点的 痕迹，重复操作 10 次．图中的 O 点是水平槽末端的垂直投影 点．用天平称量出两球的质量，用米尺测量出各球落点的平均 位置到 O 点的距离，如下表：
【误差分析】 本实验误差主要来源: (1)小球每次释放位置存在差异。 (2)小球离开轨道时的速度不水平。 (3)M、N、P点位置确定存在误差。
【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
(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,如实验原理图。
(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度,将 测量数据填入表中。
(7)整理好实验器材放回原处。
【数据处理】 验证表达式: m1 OP＝m1 OM＋m2 ON。
mA/g
mB/g OM/cm ON/cm OP/cm
10.0
40.0 39.30 54.85 98.29
(1)根据表中的数据分析可得：M 点是 B 球的落点，则 N 点是 A 球在____碰_撞__后___的落点，P 点是 A 球在_碰__撞__前__的落点．填(“碰 撞前”或“碰撞后”) (2)取小球做平抛运动的时间为单位时间，用 mA、mB 和图中字母 表示碰撞前的总动量 p1＝_m_A_·_O_P__ _ ，碰撞后的总动量 p2＝____m_B·OM －mA·_O_N_. (3) 将表中数据代入发现 p1__小__于____p2 ( 填“大于”、“等于”或 “小于”)，其主要原因是：
A．直尺 B．游标卡尺
C．天平
D．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)m1·OP ＝m1·OM ＋m2·ON 成立，即表示碰撞中动量守
恒
例2．某同学用图 甲中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，实 验图中 O 点是水平槽末端 R 在记录纸上的垂直投影点．B 球落 点痕迹如图乙所示，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．
【实验过程】
(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)按照实验原理图甲安装实验装置,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。
实验：验证动量守恒定律
【实验目的】 验证碰撞中的动量守恒定律。 【实验原理】 在一维碰撞中,测出物体的质量m1、m2和碰撞前、后
物体的速度v1、v2、v′1、v′2,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。
【实验器材】
斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白 纸、圆规等。