实验：验证动量守恒定律讲课稿
实验：验证动量守恒定律 课件
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
第一章 4《实验验证动量守恒定律》课件ppt
kg·m/s =1.03 kg·m/s。
(3)在误差允许的范围内,小车A、B组成的系统碰撞前后总动量守恒。
答案 (1)BC DE
(2)1.035 1.03 (3)守恒
当堂检测
1.某同学用如图甲所示的装置做验证动量守恒定律的实验。斜槽末端的重垂
线在白纸上所指的位置记为O点。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止
空中飞出的水平距离OP,以及入射小球与被碰小球碰撞后分别在空中飞出的水
平距离OM和ON,若在实验误差允许的范围内m1OP=m1OM+m2ON,就验证了小
球组成的系统碰撞前后总动量守恒。
2.实验方法
【实验器材】斜槽、铅垂线、质量不等的小球、白纸、复写纸、刻度尺、
圆规、三角板、天平等。
【实验步骤】(1)用天平测出两个小球的质量,并选定质量大的小球为入射
平射程替代速度。
答案 ×
(5)利用斜槽验证动量守恒时,入射小球的质量可以小于被碰小球的质量。
(
)
解析 为保证入射小球碰后不反弹,其质量不能小于被碰小球的质量。
答案 ×
(6)利用斜槽验证动量守恒时,两小球碰后的速度大小可以用它们做平抛运
动的水平距离替代。(
答案 √
)
课堂篇 探究学习
问题一
实验原理、操作和数据处理的考查
t1'、t2。
【数据处理】
比较项
碰撞前
m1
质量
速度
v1
m2
碰撞后
m1
m2
v2
v1'
v2'
总动量
结论:碰撞前两滑块的动量之和等于碰撞后两滑块的动量之和。
【注意事项】(1)气垫导轨是一种精度较高的现代化仪器,切忌振动、重压,
第讲实验验证动量守恒定律 ppt课件
甲
乙
图 6－2－3
(1)碰撞后 B 球的程度射程应取为6_4_._6_—__6_4_.8。 (2)在以下选项中，哪些是本次实验必需进展的丈量？ 答：______________(填选项号)。
A、程度槽上未放 B 球时，丈量 A 球落点位置到 O 点的间隔
B、A 球与 B 球碰撞后，丈量 A 球落点位置到 O 点的间隔
3、某同窗用图 6－2－3 甲中所示安装经过半径一样 的 A、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中 PQ 是斜槽，QR 为程度槽。实验时先使 A 球从斜槽上某 一固定位置 G 由静止开场滚下，落到位于程度地面 的记录纸上，留下痕迹。反复上述操作10 次，得到 10 个落点痕迹．再把 B 球放在程度槽上接近槽末端 的地方，让 A 球仍从位置 G 由静止开场滚下，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。反复这种操作 10次，实验图中 O 点是程度槽 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，其中米尺程度放置，且平行于 G、R、O 所在的平面，米尺的零点与 O 点对齐。
末端的垂直投影点。用天平称量出两球的质量， 用米尺丈量出各球落点的平均位置到 O 点的间 隔，如下表：
图 6－2－5
(1)根据表中的数据分析可得：M 点是 B 球的落点， 那么 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〞)
C、丈量 A 球或 B 球的直径
D、丈量 A 球和 B 球的质量(或两球质量之比)
E、丈量 G 点相对程度槽面的高度 答案：〔1〕64.6—64.8 〔2〕A、B、D
解：(1)将 10 个点圈在内的最小圆的圆心作为落点平均位置，可由刻度尺 测得碰撞后 B 球的程度射程为 64.7 ，因最后一位数字为估计值，所以允 许误差±0.1 ，因此 64.6 和 64.8 也是正确的。 (2)从同一高度做平抛运动的物体飞行时间 t 一样，所以需求测出的量有：sA 为不碰时 A 球的程度射程，sA′为碰后 A 球的程度射程，sB′为 B 球碰后的程 度射程，mA、mB 的大小或 mA/mB的值。选项是必要的。
高中物理讲稿：动量守恒定律第六节《验证动量守恒定律》
高中物理讲稿：动量守恒定律第六节《验证动量守恒定律》实验：验证动量守恒定律【学习目标】1、能够说出探究碰撞中的不变量的基本思路。
2、学会同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法。
3、能够处理实验数据。
【重点难点】重点：碰撞中的不变量的探究学科网难点：实验数据的处理导学案（自主、合作、点拨）【实验目的】验证两小球碰撞前后总动量守恒。
【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作平抛运动，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m1、m2和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s1′和s2′，若m1s1在实验误差允许范围内与m1s1′+m2s2′相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。
【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．调整好实演装置，保证斜槽末端点的切线水平，使小支柱与槽口间距等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰后速度方向在同一直线上。
2．在地面上铺好复写纸，在复写纸上铺好白纸，铺好后不能移动。
3．选择入射小球与被撞小球，使入射小球质量大于被撞小球的质量。
4．先不放上被撞小球，让小球从斜槽上某一高度处滚下，重复10次，用尽可能小的圆把所有小球落点圈在里面，圆心P（如图）就是小球落点的平均位置，用刻度尺测量0P数值。
5．把被捧小球放在斜槽边缘处，让入射小球从原来的高度滚下，使它们发生碰撞，重复10次，用上述方法找出入射小球平均落点位置M和被碰小球平均落点位置N，用刻度尺分别测量OM和ON的数值。
6．处理数据。
【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。
《科学验证：动量守恒定律》 讲义
《科学验证：动量守恒定律》讲义一、引言在物理学的广阔领域中，动量守恒定律是一个极其重要的基本定律。
它不仅在理论研究中具有关键地位，还在实际应用中发挥着巨大作用。
接下来，让我们一同深入探索动量守恒定律的奥秘。
二、动量守恒定律的基本概念首先，我们来了解一下什么是动量。
动量（momentum）可以简单地定义为物体的质量乘以其速度，用公式表示就是 p ＝ mv，其中 p 代表动量，m 是物体的质量，v 是物体的速度。
那么，动量守恒定律又是什么呢？动量守恒定律指出：在一个孤立系统中，系统的总动量保持不变。
这里的孤立系统是指不受外力或者所受外力之和为零的系统。
三、动量守恒定律的推导为了更好地理解动量守恒定律，我们来进行一下简单的推导。
考虑两个相互作用的物体 A 和 B，它们的质量分别为 m₁和 m₂，初始速度分别为 v₁₀和 v₂₀，相互作用后的速度分别为 v₁和 v₂。
根据牛顿第二定律，物体 A 受到的力 F₁＝ m₁a₁，物体 B 受到的力F₂＝m₂a₂，由于牛顿第三定律，这两个力大小相等、方向相反，即 F₁＝ F₂。
对物体 A 运用动量定理：m₁v₁ m₁v₁₀＝ F₁t对物体 B 运用动量定理：m₂v₂ m₂v₂₀＝ F₂t将上面两个式子相加，得到：m₁v₁ m₁v₁₀＋ m₂v₂ m₂v₂₀＝ 0整理可得：m₁v₁＋ m₂v₂＝ m₁v₁₀＋ m₂v₂₀这就证明了在这个相互作用的系统中，总动量保持不变，即动量守恒。
四、动量守恒定律的条件动量守恒定律成立的条件是系统所受合外力为零。
但在实际情况中，有些系统所受合外力虽然不为零，但在某个方向上合外力为零，那么在这个方向上动量也是守恒的。
例如，一个在光滑水平面上的小车，车上有一个人在水平方向上推车。
如果忽略摩擦力和空气阻力，系统在水平方向上所受合外力为零，动量在水平方向上守恒，但在竖直方向上，由于受到重力和支持力的作用，动量不守恒。
五、动量守恒定律的应用动量守恒定律在许多领域都有广泛的应用。
《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。
实验：验证动量守恒定律ppt课件
；
(2)第一次实验数据不理想，你认为下列哪些同学的说法有道理 ；
A．小刘认为：把水平轨道左侧略微垫高一点，使得滑块在水平轨道上做匀
速直线运动
B．小李认为：测量位移时，A、B滑块都应该读右侧面所对的位置坐标
C．小王认为：读A、B滑块左侧面所对的位置坐标
D．小张认为：读滑块A右侧面的位置坐标，读滑块B左侧面的位置坐标
端必须水平、每次必须从同一个高度静止释放小球、为使小球碰后不反弹，
则实验中两个小球的质量应满足m₁ > m₂，轨道光滑与否对实验无影响。
故选ABC。
课堂反馈
（3）[1]碰前的动量为1 = 1 1 = 1
碰后的动量之和为2 = 1 ′1 + 2 ′2 =
1
+
2
3、实验数据记录与处理
比较项
质量
时间
前
m1
θ1
4、实验结论
m1 1 cos m1 m2 1 cos
后
m2
β1
m1
θ2
m2
β2
结论:碰撞前两小球的
动量之和等于碰撞后两
小球的动量之和。
六、实验方案
方案四：用打点计时器验证动量守恒
1、实验器材
2、设计思路
（1）如何调节使该实验装置动量守恒？
见解。
一、驱动问题
向一边拉扯小球，
从静止释放小球和V形滑
片车。观察小车在小球
的反复敲击下能否持续
向一侧不断前进呢。如
果不能，能解释为什么
吗？我们可以怎么去验
证碰撞过程动量的守恒
量呢？
怎样操作，才会让小车持续向一侧运动下去呢？
高中物理实验演示验证动量守恒定律PPT课件
03
注意事项
ZHUYISHIXIANG
03
注意事项
ZHUYISHIXIAN G
0
小球抛出时的切线水
1
平；
0
每次A小球都要从同一
2
高度由静止开始下滑
0 3
； 小球要保证对心碰撞;
0 4
入射小球的质量mA与
被撞小球质量mB关系
为 mA>mB；
0 5
圆规画圆时要用尽可
能小的圆把所有小球
落点都圈在里面。
04
结果与分析
JIEGUOYUFENXI
数据记录
mA= kg mB= kg 2r= mm OO'=2r= cm OP= cm OM= cm ON= cm
误差分析
系统误差：主要来源于装 置本身是否符合要求，即：
碰撞是否为一维碰撞。 实验是否满足动量守恒
的条件：如抛出点轨道 是否水平，两球是否等 大。
实验步骤
SHIYANBUZHO U
安装好实验装置， 注意使试验器的 斜槽末端点的切 线水平。
AB
准确记下重锤 线所指的位置 O。
OO M P '
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 在同一直线上。
垫木板和白纸时，要使木板 水平。
N
02
实验步骤
SHIYANBUZHO U
小球做平抛运动，相同落地时间抛出的水 平距离与速度成正比。
AB
即只需验证 mAOP=mAOM+mBO'N。
OO M P N '
02
实验步骤
S H I YA N B U Z H O U
实验探究验证动量守恒定律课件
(1)速度的测量
4.数据处理
方案一：滑块速度的测量：v＝ΔΔxt ，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)。
碰后匀速状态
碰前匀速状态 加速启动
(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是:
_纸__带__与__打__点__计__时__器__的__限__位__孔__有__摩__擦____.
(1)分清纸带上所打的点的意思不同.哪段反映滑块碰前匀速运
审 动过程?哪段反映碰撞过程?哪段反映碰后滑块的运动过程?再
实验探究验证动量守恒定律
【典例1】 某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中
的不变量”的实验,气垫导轨装置如图甲所示,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,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这
⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带； ⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质 量为205 g；试着完善实验步骤⑥的内容．
实验探究验证动量守恒定律
(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 作用前质量与速度的乘积之和为___0_._6_2_0_____kg·m/s；两滑块 相互作用以后质量与速度的乘积之和为__0_._6_1_8__kg·m/s(保留三 位有效数字)．
题 根据公式计算滑块的对应速度。
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 '
实验八 验证动量守恒定律-2024届物理一轮复习讲义
实验八验证动量守恒定律实验方案原理装置实验步骤方案一利用气垫导轨完成碰撞实验v ＝d Δt ，d 为滑块上挡光片的宽度，Δt 为遮光时间验证：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′1.测质量：用天平分别测出两滑块的质量。
2.安装：正确安装好气垫导轨。
3.测速：计算出两滑块碰撞前、后的速度方案二利用两辆小车在光滑长木板上运动完成碰撞实验v ＝ΔxΔt，Δx 为纸带上两计数点的距离，Δt 为对应的时间验证：m 1v 1＝(m 1＋m 2)v 21.测质量：用天平分别测出两小车的质量。
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A 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，两车连接成整体，随后两车一起运动。
4.测速：通过纸带上两计数点间的距离及打下两计数点的时间间隔，由v ＝ΔxΔt算出碰撞前A 车与碰撞后两车共同的速度方案三利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律1.测小球的水平射程，连接ON ，测量线段OP 、OM 、ON 长度2.验证：m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON1.测质量：用天平分别测出两等大小球的质量，且保证m 1＞m 2。
2.安装：调整固定斜槽使斜槽底端水平。
3.铺纸：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.找平均位置点：每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，小球滚下10次，用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，找出圆心；再将被碰小球放在图示位置处使其被入射小球碰撞后落下(入射小球的起始位置始终不变)，经过10次碰撞后，用同样的方法分别找出入射小球和被碰小球落点所在最小圆的圆心。
5.测距离：用刻度尺分别量出O 到所找出的三个圆心的距离考点一教材原型实验例1(2022·北京首都师范大学附属中学模拟)如图1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。
验证动量守恒定律(课件)高中物理实验
实验方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 气垫导轨无法调到完全水平，使实验存在误差。 导轨存在一定的摩 擦力，影响实验数据。 滑块质量测量不够精确。 光电门测量的是平均 速度，代替瞬时速度，不够精确。 计算时取有效数字造成误差。
实验方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 系统误差主要来源于装置本身是否符合要求，即碰撞是否为一维碰 撞。实验是否满足动量守恒条件。如斜槽末端切线方向是否水平。 偶然误差主要来源于质量和速度的测量。 减小偶然误差的做法：实验过程保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足 动量守恒的条件；采取多次测量求平均值的方法减少偶然误差
实验步骤
实验方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
研究二：完全非弹性碰撞
9.在两个滑块（B的质量大于A的质量）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，使两个滑块连成一体运动。 10.利用气垫导轨左右的弹射装置，使滑块A、B分别向右和向左运 动，测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为 Δt1和Δt2。 11.观察发现滑块A、B碰撞后通过粘合在一起运动，运动方向与滑 块B碰撞前运动方向相同，此后滑块A再次经过光电门时挡光时间 为Δt。 12.将数据填入设计好的表格，计算验证碰撞前后动量是否守恒。
注意事项
实验方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 ➢入射球的质量必须大于出射球的质量，两球的半径应相等． ➢安装仪器时，应使斜面末端保持水平，并使两球的球心等高， 且发生正面碰撞． ➢入射球每次从同一位置滚下． ➢找小球落地点时，一定要重复多次，找出小球落地点的平均 位置，其方法是用尽可能小的圆将落点圈在圆内，其圆心就 是落点的平均位置．
实验步骤
实验方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
《高中物理实验》课件：验证动量守恒定律
验证碰撞中的动量守恒
• 实验目的 实验目的：验证碰撞中的动量守恒
《高中物理实验》课件：验证动量守恒定律
验证碰撞中的动量守恒
• 实验原理： 实验原理： • 质量为m1和m2的两个小球发生正碰，若m1碰前 质量为 的两个小球发生正碰， 运动， 静止,根据动量守恒定律应有 根据动量守恒定律应有： 运动，m2静止 根据动量守恒定律应有： • m1v1=m1v1′+m2v2′。 。 • 验证的表达式：m1OP=m1OM+m2O′N 验证的表达式： • 因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动 因小球从斜槽上滚下后做平抛运动， 知识可知，只要小球下落的高度相同， 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， 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， 时间作时间单位，在数值上就等于小球飞出的水 平距离。 平距离。所以只要测出小球的质量及两球碰撞前 飞出的水平距离， 飞出的水平距离，代入公式就可验证动量守恒定 律。
验证碰撞中的动量守恒
• 实验器材： 实验器材： • 斜槽、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线 斜槽、大小相等质量不同的小钢球两个、 一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规、 一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规、 三角板。 三角板。
验证碰撞中的动量守恒
• 实验步骤： 实验步骤： • ⒈先用天平测出小球质量 1、m2； 先用天平测出小球质量m • ⒉按图中那样安装好实验装置，将斜槽固定在桌 按图中那样安装好实验装置， 使槽的末端点切线水平， 边，使槽的末端点切线水平，把被碰小球放在斜 槽前边的小支柱上， 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， 处于同一水平高度。且碰撞瞬间，入射球与被碰 球的球心连线与轨道末端的切线平行， 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； 碰后的速度方向水平； • ⒊在地面上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸； 在地面上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸； • ⒋在白纸上记下重垂线所指的位置 ，它表示入 在白纸上记下重垂线所指的位置O， 射球m 碰前的位置，如图； 射球 1碰前的位置，如图；
《科学验证：动量守恒定律》 讲义
《科学验证：动量守恒定律》讲义在物理学的浩瀚海洋中，动量守恒定律宛如一颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒。
它不仅是解决物理问题的有力工具，更是深刻揭示了自然界中物体相互作用的基本规律。
首先，让我们来了解一下什么是动量。
动量，用简单的话来说，就是物体的质量与速度的乘积。
它是一个矢量，既有大小，又有方向。
比如说，一个质量为 m 的物体，以速度 v 运动，那么它的动量 p 就等于 m 乘以 v 。
那么，动量守恒定律又是什么呢？动量守恒定律指的是：在一个孤立系统中，系统的总动量保持不变。
这里的孤立系统，指的是不受外力或者所受外力的合力为零的系统。
为了更好地理解动量守恒定律，让我们来看几个具体的例子。
想象一下在光滑水平面上有两个质量不同的小球，一个质量为m1 ，速度为 v1 ；另一个质量为 m2 ，速度为 v2 。
它们相向而行，发生碰撞。
在碰撞前，系统的总动量等于 m1v1 ＋ m2v2 。
碰撞后，两个小球的速度分别变为 v1' 和 v2' ，此时系统的总动量为 m1v1' ＋ m2v2' 。
经过实验和理论分析，我们会发现，只要这个碰撞过程没有外力的干扰，那么 m1v1 ＋ m2v2 就等于 m1v1' ＋ m2v2' ，也就是系统的总动量守恒。
再比如，一个炸弹在空中爆炸成几块碎片。
在爆炸前，炸弹是一个整体，具有一定的动量。
爆炸后，各个碎片向不同的方向飞去，但整个系统（包括所有的碎片）的总动量仍然和爆炸前一样。
因为在爆炸过程中，炸弹系统所受的外力（重力等）远远小于爆炸产生的内力，所以可以近似地认为系统的总动量守恒。
那么，为什么会有动量守恒定律呢？这其实可以从牛顿运动定律推导出来。
假设在一个两物体相互作用的系统中，物体 1 对物体 2 的作用力为F12 ，物体 2 对物体 1 的作用力为 F21 。
根据牛顿第三定律，F12 ＝F21 。
对物体 1 ，根据牛顿第二定律 F12 ＝ dp1/dt （其中 p1 是物体 1 的动量，t 是时间）。
最新实验：验证动量守恒定律讲课教案精品课件
M
P
N
碰撞前后(qiánhòu)的动 态过程
第五页，共16页。
m1 m2
O
M
P
N
碰撞(pènɡ zhuànɡ)后的 轨迹示意图
第六页，共16页。
【实验(shíyàn)步 骤】
第七页，共16页。
第八页，共16页。
【数据处理】
需验证：
？
m 1O Pm 1O Mm 2O N
游标卡尺
需验证：
？ m 1O Pm 1O Mm 2O N
第十一页，共16页。【针对(zhēndu源自) 训练】第十二页，共16页。
【小结(xiǎojié)】
需验证：
？
m 1O Pm 1O Mm 2O N
游标卡尺
需验证：
？ m 1O Pm 1O Mm 2O N
而 ONON2r
第十三页，共16页。
【作业(zuòyè)布 置】
完成(wán chéng)探究实验报告学生实验册实验一。
碰撞实验器半径相同质量不同的小球两个重垂线一条白纸复写纸天平刻度尺圆规三角板碰撞后的轨迹示意图游标卡尺1
实验(shíyàn)：验证动量守恒定律
第一页，共16页。
【实验(shíyàn)目 的】验证(yànzhèng)碰撞中两小球的总动量
【实验守恒(shíyàn)原 理】
为防止碰后反弹：
m1 m2
第二页，共16页。
第十页，共16页。
【误差(wùchā)分 本 析处】主要探讨(tàntǎo)因操作不规范等引起的偶然误差。
1．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．若两球不能正碰，则误差较大；
3．O、P、M、N各点定位不准确带来了误差；
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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
(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； 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。
质量和相应的数值代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看 是否成立。
五、数据处理 1．速度的测量
方案一：滑块速度的测量：v＝ΔΔxt ，式中Δx接为滑块挡 光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为 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)。
七、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，
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。
基本实验过程
【例1】在“验证动量守恒定律”的实验中，为了使 实验得到较好的效果： (1) 在 调 整 实 验 装 置 时 ， 应 注 意 调 整 轨 道 末 端 ______ ___切__线__沿__水___平__方__向________； 这是为了_保__证_入__射__小__球_和__被__碰__小_球__在__碰_后．都能做平抛运动 (2)在做实验时，比较斜槽轨道上较低位置和较高位置， 应选择________较_高__位__置释放小球， 理由是: 因为入射球在碰撞前可获得较
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。
1．对实验的要求不明确． 2．不能准确确定小球的起点与落点． 3．不理解实验原理导致对所需测量的物理量不 清楚．
【例2】某同学用图626(甲)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．图中 O点是水平槽末端R在记录纸上垂直投影点.
实验：验证动量守恒定律
三、实验器材 方案一：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。 方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角 器、坐标纸、胶布等。 方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两 个)、天平、撞针、橡皮泥。 方案四：斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重 垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、 三角板。
(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。
(4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由 v＝ΔΔxt 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。
方案四：利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验
方案三：小车速度的测量：v＝
Δx Δt
，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
六、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。 (2)若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水线上， 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。
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：利用等长悬线悬挂大小相等的小球完成一维碰 撞验 (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
大的速度，和被碰球之间的相互作用时 间可以缩短，增大它们之间的相互作用 力，球所受的阻力可忽略不计
(3)如碰撞小球的半径为r1，质量为m2，实验记录下小 球的落点为M、P、N，如图所示，则本实验验证动量 守恒的根据是看__m_1_O__M_+_m__2_O_N__是__否__与__m_1_O_P_相__等．
(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
图实－16－1
入射小球与被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行，以确保
正碰后铺放复写纸。(4)在白纸上记下