用光电门验证动量定理
《动量定理》动量定理,实验验证
《动量定理》动量定理，实验验证在物理学的广袤领域中，动量定理是一个具有重要意义的基本原理。
它不仅在理论上为我们理解物体的运动和相互作用提供了深刻的洞察，而且在实际应用中也发挥着关键作用。
那么，什么是动量定理？又如何通过实验来验证它呢？动量定理指出，合外力的冲量等于物体动量的增量。
用公式表达即为：＄I ＝＼Delta p$，其中$I$表示合外力的冲量，＄＼Delta p$表示动量的增量。
为了更直观地理解动量定理，让我们先来看一个简单的例子。
假设一个质量为$m$的小球，以初速度$v_1$在光滑水平面上运动。
如果在一段时间$t$内，小球受到一个恒定的水平外力$F$的作用，速度变为$v_2$。
根据动量的定义，小球的初动量$p_1 ＝ mv_1$，末动量$p_2 ＝mv_2$，动量的增量$＼Delta p ＝ p_2 p_1 ＝ m(v_2 v_1)＄。
而合外力的冲量$I ＝ F ＼times t$。
由于动量定理成立，所以有$F ＼times t ＝ m(v_2 v_1)＄。
接下来，我们通过一个具体的实验来验证动量定理。
实验装置包括一个气垫导轨、一个滑块、两个光电门、一个气源、一个数字计时器以及一个力传感器。
首先，将气垫导轨调至水平状态，打开气源，使滑块能在导轨上近似无摩擦地运动。
在滑块上安装一个遮光片，让滑块通过两个相距一定距离的光电门。
数字计时器可以记录滑块通过每个光电门的时间，从而计算出滑块通过两个光电门的速度。
将力传感器固定在滑块的一端，通过施加一个已知大小和方向的外力，记录外力的大小和作用时间。
实验开始时，让滑块以一定的初速度通过第一个光电门，记录此时的速度$v_1$和对应的时间$t_1$。
然后，施加外力，让滑块通过第二个光电门，记录速度$v_2$和时间$t_2$。
根据实验数据，计算出滑块的初动量$p_1 ＝ m v_1$，末动量$p_2＝ m v_2$，动量的增量$＼Delta p ＝ p_2 p_1$。
动量和动量守恒
动量和动量守恒7.1 冲量、动量和动量定理1、冲量实验仪器：气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、钩码、滑块、细绳教师操作：小车在不同拉力作用下获得同一速度所用的时间不同实验结论：力大的作用时间短，力小的作用时间长.2、动量的变化实验仪器：气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、滑块、数字计时器(J0201-CC)、天平；使用一只光电门；用手推滑块，经过光电门，经挡板反教师操作：数字计时器用S2弹后再次经过光电门，停止计时；计算动量的变化。
3、动量定理实验仪器：生鸡蛋2只、较厚的海绵垫；玻璃杯、纸条教师操作：让两只鸡蛋同时从高出落下(尽量抬高)，一只落在海绵垫上，一只落在水泥地板上。
教师操作：纸条放在桌上，上边压上玻璃杯，缓慢抽动纸条；快速抽动纸条，比较。
实验结论：延长了作用时间，作用力减小。
4、验证动量定理实验仪器：电磁打点计时器(J0203型)、学生电源(J1202型)、轨道(带定滑轮)、小车、纸带、天平(托盘天平或学生天平)、线、砝码、砝码盘实验目的：验证物体做直线运动时，其动量的增量等于合外力的冲量，以加深学生对动量定理的理解。
t＝mv′－mv只要动量定理：物体在恒力作用下做直线运动时，动量定理可表述为F合实验测得Ft与mv′－mv在实验误差范围内相等，则动量定理被验证。
而t、v′、v均可合也可以用平衡法直接测定。
当在砝码盘中加适量的砝码，使得小车能由打点纸带测定，F合沿斜面向上做匀速运动时，线的拉力T就等于砝码盘和砝码所受的重力mg，而T又等于小车所受的重力沿斜面向下的分力，即小车自由释放后沿斜面向下做加速运动的力。
教师操作：(1)按图装好斜面，往砝码盘中加砝码，直至小车能沿斜面向下做匀速运动，记下砝码和砝码盘所受的重力mg，这就是小车沿斜面自由向下运动时所受力的大小。
(2)用天平称出小车的质量m，保持斜面倾角不变，在斜面顶端装上电磁打点记时器。
把纸带穿过打点记时器后系在小车上，。
气垫导轨光电门验证动量守恒定律课件
目录
• 实验原理 • 实验装置与操作 • 实验步骤与注意事项 • 实验结果与讨论 • 结论与展望 • 参考文献与附录
01 实验原理
动量守恒定律的概述
动量守恒定律的定义
一个封闭系统不受外力时，其总动量保持不变。
动量的定义
物体的动量(p)等于质量(m)和速度(v)的乘积，用公式表示为： p=mv
通过实验，我们验证了气垫导轨 上滑块碰撞后动量守恒的原理， 证明了在碰撞过程中，总动量保
持不变。
实验结果的可靠性
我们通过多次实验，用光电门记 录了碰撞过程中滑块的运动时间 ，并计算了碰撞前后的动量，发 现实验结果具有很高的可靠性。
实验误差分析
在实验过程中，由于气垫导轨的 不稳定、滑块质量的差异、空气 阻力的影响等因素，会导致实验
实验的局限性与未来发展方向
实验局限性
虽然本实验取得了较为理想的结果，但实验过程中仍存在一些局限性，例如气垫导轨的不稳定性、滑块质量的差 异、空气阻力的影响等。
未来发展方向
为了进一步提高实验的精度和可靠性，未来可以对气垫导轨进行改进和优化，减少实验误差；同时，可以尝试采 用更精确的测量方法，如利用激光测速仪等更先进的设备来测量滑块的速度。此外，可以进一步研究不同碰撞类 型（如弹性碰撞和非弹性碰撞）中动量守恒定律的表现形式和特点。
存在一定的误差。
动量守恒定律的意义与应用
动量守恒定律的重要性
动量守恒定律是物理学的基本定律之一，它揭示了物体之间 相互作用的基本规律。在许多物理现象中，如行星运动、原 子核衰变等，动量守恒定律都起着重要的作用。
实验与实际应用
通过本实验，我们可以了解到动量守恒定律在现实生活中的 应用。例如，在航天技术中，卫星的运动必须遵守动量守恒 定律；在交通事故分析中，也可以利用动量守恒定律来分析 事故的责任方。
动量守恒定律的验证
动量守恒定律的验证一 【实验目的】1．验证动量守恒定律。
2．学习用比较数据法验证物理规律的方法。
3．用观察法研究弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。
二 【实验仪器】主要由气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等。
三 【实验原理】如果某一力学系统不受外力，或外力的矢量和为零，则系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。
在本实验中，是利用气垫导轨上两个滑块的碰撞来验证动量守恒定律的。
在水平导轨上滑块与导轨之间的摩擦力忽略不计，则两个滑块在碰撞时除受到相互作用的内力外，在水平方向不受外力的作用，因而碰撞时动量守恒。
如m 1和m 2分别表示两个滑块的质量，以v 10、v 20、10v '、20v '分别表示两个滑块碰撞前、后的速度，则由动量守恒定律可得 202101202101v m v m v m v m '+'=+ （2－9－1） 下面分别情况来进行讨论：1．完全弹性碰撞在两个滑块相碰撞的两端装上缓冲弹簧，在滑块相碰时，由于缓冲弹簧发生弹性形变后恢复原状，系统的机械能可以看作守恒，两个滑块碰撞前、后的总功能不变，可用公式表示220221012202210121212121v m v m v m v m '+'=+ （2－9－2） 由（2－9－1）式和（2－9－2）式联合求解可得⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫++-='++-='21101201220212021021102)(2)(m m v m v m m v m m v m v m m v （2－9－3） 在实验时，若令m 1＝m 2 ，两个滑块的速度必交换。
若不仅m 1＝m 2 ，且令v 20＝0，则碰撞后m 1滑块变为静止，而m 2滑块却以m 1滑块原来的速度沿原方向运动起来。
这与公式的推导一致。
若两个滑块质量m 1≠m 2,仍令v 20＝0，即2110120*********)(m m v m v m m v m m v +='+-=' （2－9－4） 实际上完全弹性碰撞只是理想的情况，一般碰撞时总有机械能损耗，所以碰撞前后仅是总动量保持守恒，当v 20＝0时202101101v m v m v m '+'= （2－9－5） 2．完全非弹性碰撞在两个滑块的两个碰撞端分别装上尼龙搭扣，碰撞后两个滑块粘在一起以同一速度运动就可成为完全非弹性碰撞。
《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。
《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。
DIS专用实验二十二动量定理
实验二十二 动量定理（变力） 实验器材
朗威DISLab 数据采集器、力传感器、光电门传感器、轨道、小车、挡光片、计算机。
实验装置
如图22-1。
实验操作
1．在小车上安装“I ”型挡光片（本次实验所用挡光片的宽度为0.020m ）并在其前端安装弹簧圈，用天平称出小车的总质量m （kg ）。
2．将光电门传感器和力传感器分别接入数据采集器的第一、二通道，将光电门传感器用支架固定在轨道的一侧。
3．将力传感器通过力学轨道上的固定柱固定在轨道上，调整其高度使测钩与弹簧圈的触碰点刚好位于测钩中心线上。
4．点击教材专用软件主界面上的实验条目“变力作用下的动量定理”，打开该软件。
5．在界面相应位置输入小车的质量及挡光片的宽度，点击“开始记录”，推动小车通过光电门传感器后与力传感器的测钩碰撞，经反弹后又通过光电门传感器，系统自动计算出碰撞前后的动量（图22-2）。
6．点击“选择区域”，选择需要研究的一段F-S 图线即可得到相应的面积值（图22-3）。
图22-1 实验装置图
图22-2 碰撞前后动量的变化
图22-3 碰撞过程中的冲量
7．比较动量变化与面积值之间的大小，总结变力做功的动能关系。
动量定理实验实验报告
一、实验目的1. 验证动量定理的正确性。
2. 掌握气垫导轨实验的基本操作。
3. 学习光电门测量速度的方法。
二、实验原理动量定理表明，物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量。
即：\[ F \cdot \Delta t = \Delta p \]其中，\( F \) 为合外力，\( \Delta t \) 为作用时间，\( \Delta p \) 为动量的变化量。
本实验通过测量滑块在气垫导轨上运动过程中的速度和加速度，以及作用在滑块上的合外力，验证动量定理的正确性。
三、实验器材1. 气垫导轨2. 滑块（上方安装有宽度为 \( d \) 的遮光片）3. 光电门（两个）4. 砝码盘和砝码5. 计算机及数据采集软件6. 秒表四、实验步骤1. 将气垫导轨水平放置，确保导轨的直线度和稳定性。
2. 将滑块放在气垫导轨上，确保滑块与导轨接触良好。
3. 将两个光电门安装在导轨上，间距为 \( L \)。
4. 将光电门与计算机相连接，打开数据采集软件。
5. 将砝码放在砝码盘上，通过砝码盘对滑块施加合外力。
6. 开启气垫导轨，使滑块从光电门 1 处开始运动，通过光电门 2 时记录下时间\( t_1 \) 和 \( t_2 \)。
7. 重复步骤 6，记录多组数据。
8. 关闭气垫导轨，将砝码盘上的砝码质量增加，重复步骤 6 和 7。
9. 对实验数据进行处理和分析。
五、数据处理1. 计算滑块通过光电门 1 和 2 的时间差 \( \Delta t \)：\[ \Delta t = t_2 - t_1 \]2. 计算滑块在光电门 1 和 2 之间的平均速度 \( v \)：\[ v = \frac{L}{\Delta t} \]3. 计算滑块所受合外力 \( F \)：\[ F = m \cdot a \]其中，\( m \) 为滑块的质量，\( a \) 为滑块的加速度。
4. 计算滑块的动量变化量 \( \Delta p \)：\[ \Delta p = m \cdot v \]5. 根据动量定理，计算合外力的冲量 \( I \)：\[ I = F \cdot \Delta t \]6. 对比 \( I \) 和 \( \Delta p \) 的数值，验证动量定理的正确性。
专题45验证动量守恒定律(解析版)—2023届高三物理一轮复习重难点突破
专题45验证动量守恒定律一、实验思路在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m 1、m 2和碰撞前、后物体的速度v 1、v 2、v 1′、v 2′，算出碰撞前的动量p ＝m 1v 1＋m 2v 2及碰撞后的动量p ′＝m 1v 1′＋m 2v 2′，看碰撞前、后动量是否相等。
二、三种实验方案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，如图所示。
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。
5．数据处理(1)滑块速度：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 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。
(2)表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′。
方案二利用长木板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，如图所示。
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，把两小车连接成一个整体运动。
4．改变条件：改变碰撞条件，重复实验。
5．数据处理(1)速度的测量：v ＝ΔxΔt，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)表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′。
方案三利用等长摆球完成一维碰撞实验1．测质量和直径：用天平测出小球的质量m 1、m 2，用游标卡尺测出小球的直径d 。
2．安装：如图，把小球用等长悬线悬挂起来，并用刻度尺测量悬线长度l 。
3．实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。
4．测角度：用量角器测量小球被拉起的角度和碰撞后两小球摆起的角度。
气垫导轨验证动量守恒定律--两光电门之间距离的讨论
气垫导轨验证动量守恒定律--两光电门之间距离的讨论
动量守恒定律 (Momentum Conservation Law) 是物理学的一项基本原理，它宣称物体的动量一样会在空间移动，而不被摧毁。
针对此原理，科学家通过实验验证和讨论，对动量守
恒在气垫导轨中的特性进行了探究。
其中，科学家们最重要的实验之一是在气垫导轨中通过两个相互平行的光电门来检测物体
的动量守恒。
实验发现，当物体通过第一个光电门时，他们得出的结论是：如果物体速度
不变，那么第二个光电门与第一个光电门之间的距离应该保持一致。
然而，如果物体的速
度很快地改变，那么这两个光电门之间的距离也会发生变化。
体现出动量守恒定律的本质，科学家按照物体的质量和动量计算出此距离，并进一步验证
了动量守恒定律是成立的。
综上所述，科学家通过在气垫导轨中建立两个光电门来验证动量守恒定律，验证结果表明：当物体的质量和动量不变的时候，物体过两个光电门之间的距离是固定的；而当物体速度发生变化时，两个光电门之间的距离也会发生变化，为动量守恒定律的有效性提供了重要的证据。
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。
动量定理
动量定律的验证实验原理用小钩码拉动气垫导轨上的滑块在轨道上滑动，如果小钩码的质量远小于滑块的质量，可认为滑块是在恒力的作用下运行。
测出滑块通过两光电门的时间和在两光电门之间的运动时间，通过计算得出冲量和动量变化。
实验器材朗威DISLab(两个光电门传感器、数据采集器、数据线)、计算机、气垫导轨、滑块、挡光片、电子秤、小钩码、铁架台等。
实验过程(1)在气垫配套的滑块上安装“U”型挡光片(本次实验所用挡光片的两前沿距离为（0．030m)，用电子称称出滑块的总质量m(kg)及小钩码的总质量m1(kg )。
将两只光电门传感器分别接人数据采集器的第一、第二通道，将传感器用转接器固定在铁架台上。
调整气垫导轨水平，将小钩码悬挂在导轨末端下方，并通过牵引绳与滑块连接，对滑块施加拉力。
启动气垫导轨的气源，检测并调整光电门的高度，使挡光片顺利挡光。
(2)点击“光电门设置”，选择“U”型挡光。
打开“计算表格”窗I ：1，点击“变量”，启动“挡光片经过两个光电门的时间”功能。
(3)点击“开始”，令滑块从气轨的一端滑动，使挡光片依次通过两光电门传感器，则挡光片通过两只光电门传感器的挡光时间t1 、t2和从光电门1到光电门2的运动时间t12会记录在表格中。
(4)在计算表格中，增加变量“m ”和“m1 ”，并输入相应数值。
分别输入计算“拉力”、“动量变化”、“冲量”的表达式，得出计算结果。
其中拉力，动量变化，冲量的表达式分别为1F m g =⨯0.030.03()21p m t t ∆=⨯-12I F t =⨯用实验去探究动量定理有两个关键，一是动量中的瞬时速度的测定，二是测定整个过程中物体所受的合外力变化的实时纪录，由此探究两者存在什么关系。
这在传统实验中很难做到，而利用朗威DISLab 中的光电门传感器可以测得物体的瞬时速度，利用力传感器可以记录整个过程的受力情况，由此两大难点迎刃而解。
验证动量守恒定律实验
物理一轮复习学案第六周（10.8—10.14）第四课时验证动量守恒定律实验【考纲解读】1.会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小.2.验证在系统不受外力的作用下，系统内物体相互作用时总动量守恒．【重点难点】验证动量守恒定律【知识结构】一、验证动量守恒定律实验方案1．方案一实验器材：滑块（带遮光片，2个）、游标卡尺、气垫导轨、光电门、天平、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。
实验情境：弹性碰撞（弹簧片、弹性碰撞架）；完全非弹性碰撞（撞针、橡皮泥）。
2．方案二实验器材：带细线的摆球（摆球相同，两套）、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。
实验情境：弹性碰撞，等质量两球对心正碰发生速度交换。
3．方案三实验器材：小车（2个）、长木板（含垫木）、打点计时器、纸带、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等。
实验情境：完全非弹性碰撞（撞针、橡皮泥）。
4．方案四实验器材：小球（2个）、斜槽、天平、重垂线、复写纸、白纸、刻度尺等。
实验情境：一般碰撞或近似的弹性碰撞。
5．不同方案的主要区别在于测速度的方法不同：①光电门（或速度传感器）；②测摆角（机械能守恒）；③打点计时器和纸带；④平抛法。
还可用频闪法得到等时间间隔的物体位置，从而分析速度。
二、验证动量守恒定律实验（方案四）注意事项1．入射球质量m1应大于被碰球质量m2。
否则入射球撞击被碰球后会被弹回。
2．入射球和被碰球应半径相等，或可通过调节放被碰球的立柱高度使碰撞时球心等高。
否则两球的碰撞位置不在球心所在的水平线上，碰后瞬间的速度不水平。
3．斜槽末端的切线应水平。
否则小球不能水平射出斜槽做平抛运动。
4．入射球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。
否则入射球撞击被碰球的速度不相等。
5．落点位置确定：围绕10次落点画一个最小的圆将有效落点围在里面，圆心即所求落点。
6．水平射程：被碰球放在斜槽末端，则从斜槽末端由重垂线确定水平射程的起点，到落地点的距离为水平射程。
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。
验证动量定律
(2)利用光电门测速度，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．此方案所用器材是气垫导轨、
(2)mA·OP mB·OM －mA·ON (3)小于 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
度较碰撞后小，因此 mB·OM －mA·ON 比 mA·OP 要大．
易错点：验证动量守恒定律实验数据收集 【例 1】(单选)在做“验证碰撞中的动量守恒”的实验时， 必须测量的物理量有( D ) ①入射小球和被碰小球的质量 ②入射小球和被碰小球的半径 ③入射小球从斜槽上由静止释放时的起始高度 ④斜槽轨道的末端到地面的高度 ⑤从相碰到落地的时间 ⑥入射小球未与另一小球碰撞时飞出的水平距离
(2)从同一高度做平抛运动的物体飞行时间 t 相同，所以需 要测出的量有：sA为不碰时 A 球的水平射程，sA′为碰后 A 球的 水平射程，sB′为 B 球碰后的水平射程，mA、mB 的大小或 mA/mB 的值．选项是必要的．
热点 对实验原理考查 【例 1】(2009 年四川卷)气垫导轨(如图 6－2－4 甲)工作时， 空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形 成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减 小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫
(2) 为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是
_A__C_.(填下列对应的字母) A．直尺
B．游标卡尺
C．天平பைடு நூலகம்
D．秒表
用光电门传感器验证动量守恒
验证动量守恒定律摘要：动量守恒定律是高中一个比较重要的定律，动量守恒定律：相互作用的几个物体组成的系统如果不受力或所受外力的和为零，动量保持不变。
但是直接测出碰撞前后物体的速度是比较困难的，因此在此次实验中特意避开了直接测量速度而是转换为测量通过两片相同挡光片的时间间接的验证动量守恒定律。
关键字：动量，守恒，光电门，挡光片，气垫导轨 ● 实验目的用光电门传感器验证动量守恒定律 ● 实验器材朗威DISlab 、计算机、光电门传感器、气垫导轨、两块相同的挡光片、滑块 ●实验原理及其实验装置图马蹄形光电门的构件内侧两边分别装有红外发射与接收器件，构成一连续光路，当中间遮挡时将会切断光路而产生一脉冲信号，根据挡光片挡光的宽度和时间，即可获取物体的运动速度。
气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。
它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。
空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。
滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差，使实验结果接近理论值。
动量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。
实验装置图设滑块甲和它上面的挡光片的质量为m1，滑块乙和它上面的挡光片的质量为m2，滑块甲通过左边的光电门的时间为t1，通过右边或左边光电门的时间为t2，滑块乙通过右边光电门的时间为t3。
由动量守恒定律22112211v m v m v m v m '+'=+可得：1012123s s s m m m t t t +=+又因为上式中S 是相同的，m1=m2故上式又可以改写为111123t t t =+或111123t t t =-+注：如果滑块甲碰撞后通过右边光电门那么选择（1）式如果通过左边选（2）式所以，此次试验中我们只需测量m1通过左边光电门的时间t1、通过右边或左边光电门的时间t2以及m2通过右边光电门的时间t3。
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用光电门验证动量定理
要使用光电门验证动量定理，可以按照以下步骤进行：
1. 准备材料和设备：光电门、光源、平台、小球等。
2. 将光电门放置在平台上，并确保其能够正常工作。
3. 选取一颗小球放在光电门的发光面前，确保小球与光电门之间有一段适当的距离。
4. 设置光源并将光源对准光电门的接收器，确保光能能够准确地被感应到。
5. 记录小球在被光能照射之前和照射之后通过光电门的时间。
6. 根据光电门的测量结果计算小球通过光电门时的速度和动量。
7. 使用动量定理，将小球在照射前后的动量进行比较，并验证动量定理是否成立。
在实验过程中，需要注意以下事项：
- 确保光电门的位置和实验环境的稳定性，以减少误差。
- 精确测量小球通过光电门的时间，并注意记录结果。
- 确保小球没有被其他力或因素干扰，以保持实验的准确性。
- 在进行实验前，可以先进行一些预实验，以确定实验方法和
参数的准确性。