验证动量守恒实验学习资料
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。
实验：验证动量守恒定律
实验：验证动量守恒定律 Revised by BETTY on December 25,2020实验七验证动量守恒定律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)按照如图1甲所示安装实验装置.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.如图乙所示.(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保持不变.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，测量平抛射程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m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测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.测量平抛射程OM、ON(3)经测定，m1＝ g，m2＝ g，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p1p 1′＋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)14 (4)解析(1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v＝xt.而由H＝12gt2知，每次竖直高度相等，所以平抛时间相等，即m1OPt＝m1OMt＋m2ONt，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，需测量m1、m2、OM和ON，故必要步骤有A、D、E.(3)p 1＝m 1·OP t ，p 1′＝m 1·OM t联立可得p 1∶p 1′＝OP ∶OM ＝∶＝14∶11，p 2′＝m 2·ONt则p 1′∶p 2′＝(m 1·OM t )∶(m 2·ONt)＝11∶ 故p 1p 1′＋p 2′＝m 1·OPm 1·OM ＋m 2·ON≈(4)其他条件不变，使ON 最大，则m 1、m 2发生弹性碰撞，则其动量和能量均守恒，可得v 2＝2m 1v 0m 1＋m 2而v 2＝ON t ，v 0＝OP t故ON ＝2m 1m 1＋m 2·OP ＝错误!× cm≈ 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、大小相等质量不同的小钢球两个、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)实验中还缺少的测量器材有 . (4)实验中需要测量的物理量是 . (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m a 和b 球的质量m b ，线段OP 、OM 和ON 的长度 (5)m a ·OP ＝m a ·OM ＋m b ·ON解析(1)由于要保证两球发生弹性碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必需保证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m a v0＝m a v1＋m b v2，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m a v0t＝m a v1t＋m b v2t，而v0t＝OP，v1t＝OM，v2t＝ON，故只需验证m a·OP＝m a·OM＋m b·ON，所以要测量a球的质量m a和b球的质量m b，故需要天平；要测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测量的物理量是a球的质量m a和b球的质量m b，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m a·OP＝m a·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)安装：按图5安装并调好实验装置.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m 1＝ kg ，滑块B 的质量m 2＝ kg ，遮光片的宽度d ＝ cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝ Hz.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Δt B ＝ ms ，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 ＝ΔsΔt①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Δt A ，则 Δt A ＝1f＝ s②Δt A 可视为很短.设滑块A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v 0、v 1. 将②式和图给实验数据代入①式可得v 0＝ m/s③ v 1＝ m/s④设滑块B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有v 2＝d Δt B⑤ 代入题给实验数据得v 2≈ m/s⑥设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p 和p ′，则p ＝m 1v 0⑦p′＝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≈%<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，质量不同)、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)安装：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点下方桌子的边缘有一竖直立柱.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)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碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球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的动量变化.(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)安装：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，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，两小车连接成一体运动.(4)测速度：可以测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50 Hz，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＝ kg，小车乙的质量m乙＝ 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答案(1)BC DE(2) (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＝xBCΔt＝ m/s，v′＝xDEΔt＝ m/sm甲v甲＋m乙v乙＝kg·m/s碰后m甲v甲′＋m乙v乙′＝(m甲＋m乙)v′＝×kg·m/s＝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.。
《实验：验证动量守恒定律》 知识清单
《实验：验证动量守恒定律》知识清单一、实验目的验证在碰撞过程中动量守恒定律。
二、实验原理1、动量守恒定律：如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。
即：m1v1 ＋ m2v2 ＝ m1v1' ＋m2v2' （其中 m1、m2 分别为两物体的质量，v1、v2 为碰撞前两物体的速度，v1'、v2' 为碰撞后两物体的速度）2、本实验通过研究两个物体在碰撞前后的动量变化，来验证动量守恒定律。
三、实验器材1、气垫导轨、光电门、数字计时器、滑块（两个，质量不同）、天平。
2、气源、细绳、弹性碰撞器（或完全非弹性碰撞器）。
四、实验步骤1、用天平测量两个滑块的质量 m1 和 m2，并记录。
2、安装好气垫导轨，调节导轨水平。
可以通过将滑块放在导轨上，观察其能否静止或匀速运动来判断导轨是否水平。
3、给气垫导轨通气，让滑块在导轨上自由运动，检查是否顺畅。
4、在两个滑块上分别安装遮光片，调整遮光片的宽度，使其能够顺利通过光电门。
5、将两个滑块放在导轨的两端，给其中一个滑块一定的初速度，使其与另一个滑块碰撞。
6、记录通过光电门的遮光时间，从而得到滑块碰撞前后通过光电门的速度。
7、改变碰撞的条件（如弹性碰撞或非弹性碰撞），重复实验多次。
8、记录每次实验的数据。
五、数据处理1、计算碰撞前后两个滑块的动量。
动量＝质量×速度2、比较碰撞前后系统的总动量，判断是否近似相等。
3、计算每次实验的误差，并分析误差产生的原因。
六、注意事项1、气垫导轨要调至水平，以确保滑块在运动过程中不受重力分力的影响。
2、滑块的运动要保持稳定，避免碰撞时发生跳动或偏离导轨。
3、遮光片的宽度要适中，太宽或太窄都会影响测量的精度。
4、测量质量时要准确，天平的使用要规范。
5、多次实验以减小偶然误差。
七、误差分析1、气垫导轨未完全水平，导致滑块受到重力分力的作用，影响速度的测量。
2、空气阻力的影响，使滑块的运动速度逐渐减小。
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。
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。
第5节 实验：验证动量守恒定律
（4）放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复1
0次。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心就是小球落点的平均位置。
（5）碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度
（同步骤（4）中的高度）自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。用步骤（4）
三、注意事项
1.前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。
2.案例提醒
水平
（1）若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨______。
（2）若利用平抛运动规律进行验证：
①斜槽末端的切线必须水平；
同一高度
②入射小球每次都必须从斜槽__________由静止释放；
大
③选质量较____的小球作为入射小球；
1
1 02
2
1
2
联立解得 1
2
1
2
2 −1
，代入数据可得 1
21
2
= 1 12 + 2 22
=
= 0.34。
【视角2】 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
例2 用如图甲所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分
碰撞前后的动量关系。
AC
（1）关于本实验，下列说法中正确的是_____。
是否为弹性碰撞。完成下列填空：
（1）调节导轨水平；
（2）测得两滑块的质量分别为0.510 kg和0.304 kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反，
0.304
应选取质量为______kg的滑块作为；
[解析] 用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选质量为
0.304 kg的滑块作为A。
验证动量守恒定律实验报告
验证动量守恒定律实验报告一、实验目的验证在碰撞过程中动量守恒定律的正确性。
二、实验原理在一个理想的物理系统中，如果没有外力作用，系统的总动量保持不变。
在本实验中，通过研究两个物体的碰撞前后的动量变化，来验证动量守恒定律。
对于两个相互碰撞的物体，设它们的质量分别为 m1 和 m2，碰撞前的速度分别为 v1 和 v2，碰撞后的速度分别为 v1' 和 v2'。
根据动量的定义，动量 p ＝ mv，碰撞前系统的总动量为 P ＝ m1v1 ＋ m2v2，碰撞后系统的总动量为 P' ＝ m1v1' ＋ m2v2'。
如果在实验误差允许的范围内，P ＝ P'，则验证了动量守恒定律。
三、实验器材1、气垫导轨2、光电门计时器3、两个滑块（质量分别为 m1 和 m2）4、天平5、细绳、滑轮四、实验步骤1、用天平分别测量两个滑块的质量 m1 和 m2，并记录下来。
2、将气垫导轨调至水平。
可以通过调节导轨底部的螺丝，使滑块在导轨上能保持匀速直线运动，从而判断导轨是否水平。
3、安装光电门计时器。
在气垫导轨的适当位置安装两个光电门，分别用于测量滑块碰撞前后通过光电门的时间。
4、给滑块 m1 一定的初速度，使其与静止的滑块 m2 发生碰撞。
5、记录滑块通过光电门的时间 t1、t2、t1' 和 t2'。
6、根据公式 v ＝ d ／ t（其中 d 为光电门遮光片的宽度），计算出碰撞前后滑块的速度 v1、v2、v1' 和 v2'。
7、计算碰撞前系统的总动量 P ＝ m1v1 ＋ m2v2 和碰撞后系统的总动量 P' ＝ m1v1' ＋ m2v2'。
8、重复实验多次，以减小实验误差。
五、实验数据记录及处理｜实验次数|m1（kg）｜m2（kg）｜v1（m/s）｜v2（m/s）｜v1'（m/s）｜v2'（m/s）｜P（kg·m/s）｜P'（kg·m/s）｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|计算每次实验的碰撞前总动量 P 和碰撞后总动量 P'，并计算它们的差值ΔP ＝ P P'。
《实验：验证动量守恒定律》 知识清单
《实验：验证动量守恒定律》知识清单一、实验目的验证在碰撞过程中，系统的动量是否守恒。
二、实验原理1、动量的定义动量（p）等于物体的质量（m）与速度（v）的乘积，即 p ＝ mv。
2、动量守恒定律如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。
在碰撞实验中，我们研究两个物体碰撞前后的动量变化。
假设两个物体的质量分别为 m1 和 m2，碰撞前的速度分别为 v1 和 v2，碰撞后的速度分别为 v1' 和 v2'。
根据动量守恒定律，有 m1v1 ＋ m2v2 ＝ m1v1' ＋ m2v2'3、实验中的测量与计算在实验中，我们需要测量物体的质量和碰撞前后的速度。
质量可以用天平直接测量。
速度的测量通常采用以下两种方法：（1）利用打点计时器和纸带，通过测量打点的间隔计算物体的速度。
（2）利用平抛运动的规律，通过测量物体平抛的水平位移和下落的高度来计算水平速度。
三、实验器材1、气垫导轨、光电门、数字计时器、滑块（两个，质量不同）、天平、游标卡尺等。
2、气垫导轨：它能减少摩擦力对实验的影响，使滑块近似做无摩擦的运动。
3、光电门：用于测量滑块通过时的遮光时间，从而计算出滑块的瞬时速度。
4、数字计时器：与光电门配合使用，精确记录时间。
5、天平：用于测量滑块的质量。
6、游标卡尺：用于测量滑块上遮光片的宽度。
四、实验步骤1、用天平测量两个滑块的质量 m1 和 m2，并记录下来。
2、安装调试实验装置（1）将气垫导轨调至水平，可以通过观察滑块在导轨上能否静止或轻推滑块后能否匀速运动来判断。
（2）安装光电门，并与数字计时器连接好。
3、测量遮光片的宽度 d使用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d，测量多次取平均值以减小误差。
4、给滑块一定的初速度（1）让滑块 1 以某一速度通过光电门 1，记录通过光电门 1 的时间t1，从而计算出滑块 1 碰撞前的速度 v1 ＝ d/t1。
【教育资料】第一章 实验：验证动量守恒定律学习精品
实验：验证动量守恒定律[学习目标] 1.探究碰撞中的不变量之间的关系.2.掌握在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.通过实验得到一维碰撞中的不变量表达式．一、实验目的验证碰撞中的动量守恒定律．二、实验原理为了使问题简化，这里研究两个物体的碰撞，且碰撞前两物体沿同一直线运动，碰撞后仍沿这一直线运动．设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前的速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为v 1′、v 2′，如果速度与我们规定的正方向相同取正值，相反取负值．根据实验求出两物体碰前动量p ＝m 1v 1＋m 2v 2，碰后动量p ′＝m 1v 1′＋m 2v 2′，看p 与p ′是否相等，从而验证动量守恒定律．三、实验设计实验设计需要考虑的问题(1)如何保证碰撞前、后两物体速度在同一条直线上．(2)如何测定质量和速度．四、实验案例参考方案1：利用气垫导轨结合光电门的实验探究(1)质量的测量：用天平测量．(2)速度的测量：v ＝Δx Δt，式中的Δx 为滑块上挡光条的宽度，Δt 为数字计时显示器显示的滑块上的挡光条经过光电门的时间．(3)碰撞情景的实现：如图1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．图1(4)器材：气垫导轨、光电计时器、滑块(带挡光条)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平．方案2：利用“光滑”水平面结合打点计时器的实验探究(1)所需测量量：纸带上两计数点间的距离Δx ，小车经过Δx 所用的时间Δt ，小车质量m .(2)速度的计算：v ＝Δx Δt. (3)碰撞情景的实现：如图2所示，A 运动，B 静止，在两小车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，把两个小车连接成一体．图2(4)器材：长木板、小木片、打点计时器、纸带、刻度尺、小车(两个)、撞针、橡皮泥、天平．方案3：利用斜槽上滚下的小球结合平抛运动进行的实验探究如图3甲所示，让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来，与放在斜槽水平末端的另一质量较小的小球发生碰撞，之后两小球都做平抛运动．图3(1)质量的测量：用天平测量两小球的质量．(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．如果用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x1，以及碰撞后入射小球与被碰小球在空中飞出的水平距离x1′和x2′.就可以表示出碰撞前、后小球的速度．(3)碰撞情景的实现：①不放被碰球，让入射球m1从斜槽上某一位置由静止滚下，记录平抛的水平位移x1.②在斜槽水平末端放上被碰球m2，让m1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水平位移x1′、x2′.③探究m1x1与m1x1′＋m2x2′在误差范围内是否相等．(4)器材：斜槽、两个大小相等而质量不等的小球(入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2)、重垂线、白纸、复写纸、刻度尺、天平、圆规．五、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，找出碰撞中的不变量．(6)整理器材，结束实验．六、数据处理将实验中测得的物理量填入下表，物体碰撞后运动的速度与原来的方向相反时需要注意正负号.七、注意事项1．前提条件：应保证碰撞的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，碰撞后仍沿这条直线运动．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)利用打点计时器进行实验，首先必须平衡摩擦力．(3)利用平抛运动进行实验，斜槽末端必须水平，且小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下；入射小球质量要大于被碰小球质量．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，才符合要求．一、利用气垫导轨结合光电门的实验探究1．本实验碰撞前、后速度大小的测量采用极限法，v＝ΔxΔt＝dΔt，其中d为遮光条的宽度．2．实验误差存在的主要原因是摩擦力的存在．利用气垫导轨进行实验，调节时注意利用水平仪，确保导轨水平．例1某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验．气垫导轨装置如图4所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成．图4(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接通光电计时器；④把滑块2静止放在气垫导轨的中间；⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧(弹簧未画出)的滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为：滑块1通过光电门1的挡光时间Δt 1＝10.01 ms ，通过光电门2的挡光时间Δt 2＝49.99 ms ，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt 3＝8.35 ms ； ⑧测出挡光条的宽度d ＝5 mm ，测得滑块1的质量为m 1＝300 g ，滑块2(包括弹簧)的质量为m 2＝200 g.(2)数据处理与实验结论①实验中气垫导轨的作用是A ．________________________________________________________________________；B ．________________________________________________________________________. ②碰撞前滑块1的速度v 1为__________ m /s ；碰撞后滑块1的速度v 2为__________ m/s ；滑块2的速度v 3为__________ m/s ；(结果均保留两位有效数字)③在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出哪些物理量是不变的？通过对实验数据的分析说明理由．(回答2个不变量)a ．________________________________________________________________________；b ．________________________________________________________________________. 答案 见解析解析 (2)①A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．B ．保证两个滑块的碰撞是一维的．②碰撞前滑块1的速度v 1＝d Δt 1＝5×10－310.01×10－3m /s ≈0.50 m/s ； 碰撞后滑块1的速度v 2＝d Δt 2＝5×10－349.99×10－3m /s ≈0.10 m/s ； 碰撞后滑块2的速度v 3＝d Δt 3＝5×10－38.35×10－3m /s ≈0.60 m/s ； ③a.系统质量与速度的乘积之和不变．原因：系统碰撞前m 1v 1＝0.15 kg·m /s ，系统碰撞后m 1v 2＋m 2v 3＝0.15 kg·m /s.b ．系统碰撞前后总动能不变．原因：系统碰撞前的总动能E k1＝12m 1v 12＝0.037 5 J 系统碰撞后的总动能E k2＝12m 1v 22＋12m 2v 32＝0.037 5 J. 二、利用“光滑”水平面结合打点计时器的实验探究1．这种碰撞的特征：碰前一个物体有速度，另一物体静止；碰后二者速度相同．2．碰前和碰后的速度是反映在同一条纸带上的．3．保证碰撞前后物体所受的合力为零是实验成功的重要条件，为此需要物体碰撞前、后均做匀速直线运动，纸带上点迹应均匀．“光滑”水平面可通过将长木板一端垫高平衡摩擦力得到．例2 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：在小车甲的前端黏有橡皮泥，推动小车甲使其做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车乙相碰并黏合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图5所示．在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为50 Hz ，长木板一端下面垫着小木片用以平衡摩擦力．图5(1)若已得到打点纸带如图6所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A 点是运动起始的第一点，则应选____段来计算甲的碰前速度，应选______段来计算甲和乙碰后的共同速度(以上两格均选填“AB ”“BC ”“CD ”或“DE ”)．图6(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(结果保留3位有效数字)．(3)由(2)可得出的结论是__________．答案 (1)BC DE (2)0.420 0.417(3)在误差允许范围内，碰撞前、后两个小车的m v 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、乙碰撞后一起做匀速直线运动，打出间距均匀的点，故应选DE 段计算碰后共同的速度．(2)碰前v 甲＝BC Δt＝1.05 m /s ，v 乙＝0；m 甲v 甲＋m 乙v 乙＝0.420 kg·m /s.碰后两者速度相同，v 甲′＝v 乙′＝DE Δt＝0.695 m /s ，m 甲v 甲′＋m 乙v 乙′＝0.417 kg·m /s. (3)在误差允许范围内，碰撞前、后两个小车的m v 之和是相等的．三、利用斜槽上滚下的小球结合平抛运动的实验探究1．本实验中若以小球下落时间为单位时间，则可用小球的水平位移来表示小球的水平初速度．2．实验注意事项(1)入射小球的质量m 1大于被碰小球的质量m 2(m 1>m 2)．(2)入射小球半径等于被碰小球半径．(3)入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滚下．(4)斜槽末端的切线方向水平．(5)为了减小误差，需要求不放被碰小球及放被碰小球时小球落点的平均位置．为此，需要让入射小球从同一高度由静止多次滚下，进行多次实验．例3某同学用如图7甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找不变量，图中CQ 是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，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，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．然后把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7图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点，M 为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点．若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP.米尺的零点与O点对齐．(1)入射球A的质量m A和被碰球B的质量m B的关系是m A________m B(选填“>”“<”或“＝”)．(2)碰撞后B球的水平射程约为________cm.(3)下列选项中，属于本次实验必须测量的是________(填选项前的字母)．A．水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点的距离B．A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到O点的距离C．测量A球或B球的直径D．测量A球和B球的质量E．测量G点相对于水平槽面的高度(4)若m v为不变量，则需验证的关系式为__________________________．答案(1)>(2)64.7(64.2～65.2均可)(3)ABD(4)m A·OP＝m A·OM＋m B·ON解析(1)要使两球碰后都向右运动，应有A球质量大于B球质量，即m A>m B.(2)将10个点圈在圆内的最小圆的圆心作为平均落点，可由米尺测得碰撞后B球的水平射程约为64.7 cm.(3)从同一高度做平抛运动，飞行的时间t相同，而水平方向为匀速直线运动，故水平位移x ＝v t，所以只要测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移的测量值代替平抛初速度．故需测出未放B球时A球飞行的水平距离OP和碰后A、B球飞行的水平距离OM和ON，及A、B两球的质量，故A、B 、D 正确．(4)若m v 为不变量，需验证的关系式为m A v A ＝m A v A ′＋m B v B ′，将v A ＝OP t ，v A ′＝OM t，v B ′＝ON t代入上式得m A ·OP ＝m A ·OM ＋m B ·ON . 用长度测量代替速度测量是本实验的一个亮点，这样就无需再去直接计算小球的速度了．但这种代替是有条件的，就是下落的时间必须相同，因此必须保证两个小球做的都是平抛运动．1．(多选)若用打点计时器做探究碰撞中的不变量的实验，下列说法或操作正确的是( )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答案 BC解析 相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后两车能粘在一起共同运动，这种情况能得到能量损失很大的碰撞；应当先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车，否则因运动距离较短，小车释放以后再打开电源不容易得到实验数据．故A 、D 错误，B 、C 正确．2．在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量m 1＝200 g ，右侧滑块质量m 2＝160 g ，挡光条宽度均为3.00 cm ，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线将两滑块连在一起，如图8所示．开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动．挡光条通过光电门的时间分别为Δt 1＝0.30 s ，Δt 2＝0.24 s ．以向右为正方向，则烧断细线后两滑块的速度分别为v 1′＝______ m /s ，v 2′＝________ m/s.烧断细线前m 1v 1＋m 2v 2＝________，烧断细线后m 1v 1′＋m 2v 2′＝________.可得到的结论是__________________________.图8答案 －0.1 0.125 0 0 在实验误差允许的范围内，两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量解析 由平均速度公式可得：v 1′＝－0.030.30 m /s ＝－0.1 m/s ；v 2′＝0.030.24m /s ＝0.125 m/s ；因烧断细线之前，两滑块均静止，故烧断细线前的m 1v 1＋m 2v 2＝0；烧断细线后，m 1v 1′＋m 2v 2′＝0.2×(－0.1) kg·m /s ＋0.16×0.125 kg·m/s ＝0；故说明烧断细线前后m v 之和相等，即在实验误差允许的范围内，两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量．3．某同学利用两个半径相同的小球及斜槽“探究碰撞中的不变量”，把被碰小球M1置于斜槽末端处，如图9所示．所测得数据如下表．图9(1)22M2v2＝________ kg·m/s.碰后各自质量与其做平抛运动的水平初速度的乘积之和M2v2′＋M1v1′＝________ kg·m/s.(结果均保留3位有效数字)(2)实验结论是_______________________．答案(1)0.018 30.018 2(2)在误差允许的范围内，碰撞前、后两物体各自质量与其速度的乘积之和相等解析(1)M2＝32.6 g＝0.032 6 kg，v2＝OPt＝0.560 m/s，M2v2≈0.018 3 kg·m/sv2′＝OMt＝0.125 m/s，v1′＝ONt＝0.678 m/sM2v2′＋M1v1′≈0.018 2 kg·m/s.1．在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图1甲、乙所示的两种装置：图1(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>r2B．m1>m2，r1<r2C．m1>m2，r1＝r2D．m1<m2，r1＝r2(2)若采用如图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________．A．直尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧测力计E．停表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用如图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为____________________．(用装置图中的字母表示)答案 (1)C (2)AC (3)m 1OP ＝m 1OM ＋m 2O ′N解析 (1)为防止反弹造成入射球返回斜槽，要求入射球质量大于被碰球质量，即m 1>m 2，为使入射球与被碰球发生对心碰撞，要求两小球半径相同，故选项C 正确．(3)得出验证动量守恒定律的结论应为m 1OP ＝m 1OM ＋m 2O ′N .2．气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置质量均为m 的A 、B (图2甲中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f .气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图所示的乙和丙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s 1、s 2和s 3.图2(1)若碰前滑块A 的速度大小大于滑块B 的速度大小，则滑块________(选填“A ”或“B ”)是与纸带乙的________(选填“左”或“右”)端相连．(2)碰撞前A 、B 两滑块的动量大小分别为____________、____________，实验需要验证是否成立的表达式为________(用题目所给的已知量表示)．答案 (1)A 左 (2)0.2mfs 1 0.2mfs 3 0.2mf (s 1－s 3)＝0.4mfs 2解析 (1)因碰前A 的速度大小大于B 的速度大小，A 、B 的速度方向相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，乙中s 1和丙中s 3是两滑块相碰前打出的纸带，乙中s 2是相碰后打出的纸带，所以滑块A 应与乙纸带的左侧相连．(2)碰撞前两滑块的速度分别为：v 1＝s 1t ＝s 15T＝0.2s 1f v 2＝s 3t＝0.2s 3f 碰撞后两滑块的共同速度：v ＝s 2t＝0.2s 2f所以碰前两滑块动量分别为：p 1＝m v 1＝0.2mfs 1，p 2＝m v 2＝0.2mfs 3，总动量为：p ＝p 1－p 2＝0.2mf (s 1－s 3)；碰后总动量为：p ′＝2m v ＝0.4mfs 2.要验证动量守恒定律，则一定有：0.2mf (s 1－s 3)＝0.4mfs 2.3．如图3所示，在实验室用两端带竖直挡板C 、D 的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M 的滑块A 、B ，做“验证碰撞中的动量守恒”的实验：图3a ．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 的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态．b ．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 与挡板C 和D 碰撞的同时，电子计时器自动停表，记下A 运动至C 的时间t 1，B 运动至D 的时间t 2.c ．重复几次取t 1、t 2的平均值．请回答以下几个问题：(1)在调整气垫导轨时应注意_______________________________________；(2)应测量的数据还有_____________________________________________；(3)作用前A (包括砝码)、B 两滑块的总动量为________，作用后A (包括砝码)、B 两滑块的总动量为__________．(用测量的物理量符号和已知的物理量符号表示)答案 (1)用水平仪测量并调试使得气垫导轨水平(2)A 至C 的距离L 1、B 至D 的距离L 2(3)0 (M ＋m )L 1t 1－M L 2t 2或M L 2t 2－(M ＋m )L 1t 1解析 (1)为了保证滑块A 、B 作用后做匀速直线运动，必须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试．(2)要求出A (包括砝码)、B 两滑块在电动卡销放开后的速度，需测出A (包括砝码)至C 的时间t 1和B 至D 的时间t 2，并且要测量出两滑块到两挡板的运动距离L 1和L 2，再由公式v ＝x t求出其速度．(3)设向左为正方向，根据所测数据求得A (包括砝码)、B 两滑块的速度分别为v A ＝L 1t 1，v B ＝－L 2t 2.作用前两滑块静止，总动量为0；作用后两滑块的总动量为(M ＋m )L 1t 1－M L 2t 2.若设向右为正方向，同理可得作用后两滑块的总动量为M L 2t 2－(M ＋m )L 1t 1. 4．如图4所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图．已知a 、b 小球的质量分别为m a 、m b ，半径分别是r a 、r b ，图中P 点为单独释放a 球的落点的平均位置，M 、N 是a 、b 小球碰撞后落点的平均位置．图4(1)本实验必须满足的条件是________．A ．斜槽轨道必须是光滑的B ．斜槽轨道末端的切线水平C ．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D ．入射球与被碰球满足m a ＝m b ，r a ＝r b(2)为了验证动量守恒定律，需要测量OP 间的距离x 1，还需要测量的物理量有________、________(用相应的文字和字母表示)．(3)如果动量守恒，需满足的关系式是______________(用装置图中的字母表示)．答案 (1)BC (2)OM 间的距离x 2 ON 间的距离x 3 (3)m a OP ＝m a OM ＋m b ON5．某物理兴趣小组利用如图5甲所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验．在足够大的水平平台上的A 点放置一个光电门，水平平台上A 点右侧表面摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面．采用的实验步骤如下：图5A ．在小滑块a 上固定一个宽度为d 的窄挡光条；B ．用天平分别测出小滑块a (含挡光条)和小球b 的质量m a 、m b ；C ．在a 和b 间用细线连接，中间夹一被压缩了的水平轻短弹簧，静止放置在平台上；D ．细线烧断后，a 、b 瞬间被弹开，向相反方向运动；E ．记录滑块a 通过光电门时挡光条的遮光时间t ；F ．小球b 从平台边缘飞出后，落在水平地面上的B 点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h 及平台边缘重垂线与B 点之间的水平距离s b ；G ．改变弹簧压缩量，进行多次测量．(1)用螺旋测微器测量挡光条的宽度，如图乙所示，则挡光条的宽度为________mm.(2)该实验要验证动量守恒定律，则只需验证两物体a 、b 弹开后的动量大小相等，即________＝_____.(用上述实验所涉及物理量的字母表示，当地重力加速度为g )答案 (1)2.550 (2)m a d t m b s b g 2h解析 (1)螺旋测微器的固定刻度读数为2.5 mm ，可动刻度读数为0.01×5.0 mm ＝0.050 mm ，所以最终读数为：2.5 mm ＋0.050 mm ＝2.550 mm.(2)烧断细线后，a 向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a 经过光电门的速度为v a ＝d t；故a 的动量为p a ＝m a d t. b 离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得：h ＝12gt 2，s b ＝v b t 解得：v b ＝s b g 2h动量大小：p b ＝m b s bg 2h 若动量守恒，设向右为正方向，则有：0＝m b v b －m a v a即m a d t ＝m b s b g 2h.。
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？
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。
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。
动量守恒定律的验证实验
实验 动量守恒的验证教学目标重点与难点实验内容教学方法教学过程设计一．讨论1．如图1所示，当两滑块在水平的导轨上沿着直线作对心碰撞时，若略去滑块运动过程中受到的粘滞性阻力和空气阻力，则两滑块在水平方向除受到碰撞时彼此相互作用的内力外，不受其它外力作用。
根据动量守恒定律，若系统不受外力或所受合外力为零，则系统的总动量守恒，即两滑块的总动量在碰撞前后保持不变，写出动量守恒的表达式。
设滑块1和2的质量分别为m 1和m 2，碰撞前二滑块的速度分别为10v 和20v ，碰撞后的速度分别为1v 和2v ，图1动量守恒标量的形式为2211202101v m v m v m v m +=+2．什么是弹性恢复系数e ？弹性恢复系数为碰撞后的相对速度与碰撞前的相对速度的比值。
碰撞的性质通常用恢复系数e 表达，201012v v v v e --=。
3．有哪三类不同的碰撞，其碰撞过程中总动量均守恒？完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞，这三类碰撞过程中总动量均守恒，但总动能却有不同情况。
4．什么是完全弹性碰撞？完全弹性碰撞是指相互碰撞的物体为弹性材料，碰撞后物体的形变得以完全恢复。
物体系的总动能不变，碰撞后动量守恒，有 e =1。
5．什么是非完全弹性碰撞？非完全弹性碰撞是碰撞的碰撞物体具有一定的塑性，碰撞后尚有部分形变残留。
物体系的总动能有所损耗，转变为其他形式的能量，即动能不守恒，但碰撞后动量守恒，有10<<e 。
6．什么是完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞是碰撞后两物体粘在一起并以相同的速度继续运动。
物体系的总动能损失最大，碰撞后动量仍然守恒，有0=e 。
7．实验时，如何验证完全弹性碰撞？令m m m ==21、020=v ，两滑块在水平的导轨上沿着直线作对心碰撞，并发生完全弹性碰撞，其结果有01=v ，102v v =，说明在此碰撞过程中动量守恒，且1=e ，0=∆k E ，即动能也守恒。
这是理想化的模型。
(整理版)验证动量守恒定律
实验：验证动量守恒定律【基础知识】一、实验目的：验证动量守恒二、实验器材：两个小球（大小相等，质量不等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；刻度尺；圆规．三、实验原理：利用图-1的装置验证碰撞中的动量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞，两球均做平抛运动。
由于下落高度相同，从而导致飞行时间相等，我们用它们平抛射程的大小代替其速度。
小球的质量可以测出，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式m 1v 1=m 1v 1＇+m 2v 2＇，则可验证动量守恒定律．四、实验步骤：1．用天平分别称出两个小球的质量m 1和m 2；2．按图-2安装好斜槽，注意使其________________，并在地面适当的位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置O 点.3．首先在不放被碰小球的前提下，让入射小球从斜槽上__________由静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P 点（图-2）；4．将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；5．让入射小球由原来高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤3的办法求出入球落地点的平均位置M 和被碰小球落地点的平均位置N ；6．过ON 在纸上做一条直线，测出OM 、OP 、ON 的长度；7．将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）：m 1·OP =m 1·O M +m 2·ON五、注意事项：1．入射球的质量应大于被碰球的质量，且必须保证两球“正碰”。
2．测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度。
3．斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态。
4．入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下．方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球。
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一个基本定律，它描述了相互作用系统中的动量的守恒。
通过进行实验验证可以进一步确认这一定律的准确性和适用范围。
本文将就动量守恒定律的实验验证进行探讨。
实验一：碰撞实验在物理实验中，碰撞实验是验证动量守恒定律的常见方法之一。
我们可以通过利用弹性碰撞和完全非弹性碰撞这两种不同类型的碰撞来进行验证。
在弹性碰撞实验中，我们可以设定两个物体的初速度和质量，并观察它们碰撞后的速度变化。
根据动量守恒定律，碰撞前后系统的总动量应该保持不变。
我们可以使用动量守恒定律的数学表达式来计算和比较碰撞前后的动量总和。
在非弹性碰撞实验中，我们可以使用两个粘在一起的物体作为实验样本，使其发生碰撞后，观察它们的速度变化情况。
同样地，根据动量守恒定律，碰撞前后系统的总动量应该保持不变。
通过实验数据的比对，可以验证动量守恒定律的准确性。
实验二：炮弹射击实验炮弹射击实验是另一种验证动量守恒定律的方法。
通过设计一个简单的弹射装置，可以实现炮弹的射击，并观察射击前后系统的动量变化。
在这个实验中，我们可以先测量炮弹的质量，并设定初始速度和角度。
通过追踪炮弹的飞行轨迹和测量射击后的速度和角度，我们可以计算和比较射击前后系统的总动量。
实验三：橡皮球反弹实验橡皮球反弹实验是验证动量守恒定律的另一个常见方法。
在这个实验中，我们可以将橡皮球从一定高度自由下落，并观察当橡皮球碰撞地面后的反弹高度。
根据动量守恒定律，橡皮球下落前的动能应该转化为反弹后的动能，而动量守恒定律则可以用来计算这一转化过程中的动量变化。
通过测量橡皮球的下落高度和反弹高度，我们可以验证动量守恒定律在这个实验中的适用性。
通过以上实验的验证，我们可以得出结论：动量守恒定律在碰撞实验、炮弹射击实验和橡皮球反弹实验中都得到了验证。
这证明了动量守恒定律在不同实验条件下的有效性和准确性。
总结：通过碰撞实验、炮弹射击实验和橡皮球反弹实验的验证，我们可以得出结论：动量守恒定律适用于不同类型的相互作用系统中，无论是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
实验七-验证动量守恒定律(解析版)
实验七-验证动量守恒定律(解析版)实验七-验证动量守恒定律(解析版)动量守恒定律是力学中一个重要的基本定律，通过实验可以验证这一定律。
本实验通过动量守恒定律的验证，旨在帮助学生们更好地理解动量守恒定律的概念和应用，并培养他们的实验操作能力和分析问题的能力。
以下将介绍实验的步骤及其解析。
实验准备实验所需材料包括：平面反射镜、光滑水平轨道、装有暗光源和透镜的光路系统、光电门、计时器、带刻度的平行导轨、滑块、两个簧测量器等。
实验步骤1. 将平面反射镜放置在光滑水平轨道的中央位置，并确保其与光电门、光路系统、计时器等其他设备位置的对称性。
2. 将带刻度的平行导轨固定在实验台上，并将光滑轨道和光路系统与之相连接。
3. 将滑块固定在光滑轨道上，并根据实验要求确定滑块起始位置。
4. 在实验开始前，对光源、光电门、计时器等设备进行校准和测试，确保实验数据的准确性。
5. 开始实验前，记录滑块的质量、速度和方向等相关初始数据。
6. 在实验过程中，通过观察和测量光路系统的数据变化，记录反射光线的角度、强度等信息。
7. 在光电门的作用下，滑块在轨道上运动并与反射镜发生碰撞，记录碰撞后滑块的速度和方向等数据。
8. 根据实验所得数据，进行运动学分析，并计算碰撞前后滑块的动量以及动量的变化等数据。
9. 根据动量守恒定律的表达式，验证实验数据与理论预期是否一致。
10. 实验结束后，将实验设备归位并整理实验数据，撰写实验报告。
实验原理及解析动量守恒定律是指在不受外力作用的情况下，系统的总动量保持不变。
它适用于质点体系，当质点受到力的作用时，其动量会发生变化。
本实验中，通过滑块在运动过程中与平面反射镜的碰撞，来验证动量守恒定律。
碰撞前后，系统受到的外力为零，可以认为是一个封闭系统。
根据动量守恒定律的表达式，可以得出碰撞前后滑块的动量之和相等。
实验结果及数据分析根据实验所得数据，可以计算出滑块的质量、速度和碰撞前后的动量等信息。
通过对数据的分析和运动学分析，可以验证动量守恒定律。
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验证动量守恒实验
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 验证动量守恒实验 书中实验方案设计： 1．气垫导轨上的光电门实验； 2．摆球互碰 3．碰撞小车，纸带 4
．传统小球碰撞实验（教参上介绍）
实验复习建议：
1．1和4两个实验为重点，实验条件满足的应该完成1和4两个实验，如果实验条件不够完善，重点完成第4个实验；
2．复习重点：①实验操作；②数据处理
复习题示例：
1. 实验原理
应用以下两图中的装置都可以验证动量守恒定律，试比较两个装置的异同点．
【解析】如图甲乙都可以验证动量守恒定律，但乙图去掉支柱，所以有异同点如下：
共同点：入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下以保证小球在碰撞前速度相等；被碰小球的质量必须小于入射小球的质量，以保证它们碰撞后都向前做平抛运动；用直尺测水平位移；天平测质量；在实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变，式中相同的量要取相同的单位．
区别点：图甲中入射小球飞出的水平距离应从斜槽的末端点在纸上的垂直投影点O 算起(如图甲所示)而被碰小球飞出的水平距离应从它的球心在纸上垂直投影O ′算起，所以要测小球的直径，验证的公式是N O m OM m OP m B A A '⋅+⋅=⋅
2．基本原理和规范操作考查
（1）某同学用如图所示的实验装置为验证碰撞中的动量守恒。
设入射球质量m 1，靶球质量m 2，碰撞前m 1的速度v 1，m 2静止，碰撞后m 1的速度v 1′，m 2的速度v 2′
①若碰撞动量守恒，则应满足表达式111122m v m v m v ''=+
②该实验入射球和靶球质量必须满足m 1 >m 2
③该实验需要测量的数据有： m 1 、m 2、OM 、OP 、ON .
④根据测量数据，验证动量守恒的关系式是：m 1OP = m 1OM + m 2ON
⑤本实验中释放小球必须注意的是由同一高度静止释放。
⑥本实验在安放轨道时必须注意的是轨道末端必须水平。
⑦在该实验中，需要的测量仪器有天平、刻度尺。
设小球平抛的时间为两球碰撞前的总动量为P= kg ·m/s
两球碰撞后的总动量为P /= kg ·m/s
m 1/g m 2/g OP/cm OM/cm ON/c
m
32.60
20.90 56.00 12.50 65.80
m 1m 2
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 ⑨用右图所示装置进行验证，根据测量数据，验证动量守恒的关系式是 m 1OP = m
1OM +
m 2O N 。
（1）某同学设计了一个用打点计时器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.然后与静止在前方的小车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A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率50Hz ，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力. ①若得到的打点纸带及测得各计数点间距如图所示，A 为运动其始的第一点，则应选DH 段计算A 碰前速度，应选IO 计算A 和B 碰后的共同速度. ②已测得小车A 的质量m 1=0.40kg ，小车B 的质量m 2=0.50g ，由以上测量结果可得（结果保留3位有效数字）：
碰前总动量为0.20kgm/s ，碰
后总动量为0.16kgm/s . （结果保留两位小数）
③两车在碰撞过程中机械能的损失量是0.014J 。
（2）（3）①下图所示为气垫导轨。
导轨上的两滑块质量相等，两滑块上的挡光片宽度相同。
现将气
垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。
实验中用滑块甲撞击静止在导轨上的滑块乙，碰
撞前滑块乙处于静止状态。
第一次在两滑块碰撞端安上弹簧片，第二次在两滑块碰撞端粘上
橡皮泥。
两次实验时滑块甲碰前通过光电门计时装置记录的挡光片的挡光时间相等，碰后滑
块乙第一次和第二次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间分别为21,t t 。
通过实验验证
了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断21,t t 的关系应为1t 2t （选填“>”、“<”或“=”）
打点 计时器 纸带 A B 甲 0 cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 乙 B A C D E F G I H J K L M N O。