验证动量守恒定律-课件
合集下载
实验探究十一 验证动量守恒定律 PPT
答案 (1)B 右端到 D 的距离 L2 (2)mALt11＝mBLt22 (3)Ep＝12mALt112＋mBLt222
热点二 实验数据处理
【典例2】 如图8，用“碰撞实验器源自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8
(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8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．
图6 (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把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带 穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时 器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； ④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间； ⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示； 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．
图3
(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． (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．
热点二 实验数据处理
【典例2】 如图8，用“碰撞实验器源自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8
(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8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．
图6 (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把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带 穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时 器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； ④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间； ⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示； 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．
图3
(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． (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．
实验：验证动量守恒定律PPT课件
AFG)
Байду номын сангаас
5.在“碰撞中的动量守恒”实验中,入射球每次滚下都应 从斜槽上的同一位置无初速释放,这是为了使( B)
A.小球每次都能水平飞出槽口 B.小球每次都以相同的速度飞出槽口 C.小球在空中飞行的时间不变 D.小球每次都能对心碰撞
【小结】
需验证：
？
m1OP m1OM m2 ON
游标卡尺
需验证：
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败 也是伟大的，所以不要放弃，坚持 就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
4．测量和作图有偏差；
5．仪器和实验操作的重复性不好，使得每次做实验时 不是统一标准。
【数据处理】
需验证：
？
m1OP m1OM m2 ON
游标卡尺
需验证：
？ m1OP m1OM m2ON
而 ON ON 2r
【巩固训练】 1.
2.“验证动量守恒定律”的实验必须满足的条件是( ACD ) A.轨道末端的切线必须是水平的 B.斜槽轨道必须光滑 C.入射球m1每次必须从同一高度滚下 D.入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度
m1 m2
O
M
P
N
碰撞后的轨迹示意图
【实验步骤】
【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上 同一高度由静止 释放。 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。
3．入射小球的质量应 大于 被碰球的质量。
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。
1.3.1动量守恒定律课件共13张PPT
小试牛刀
2.(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是 ( ACD )
小试牛刀
3、如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子 弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将
子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子
弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( B )A．动量
二、动量守恒定律
1.内容：物体在碰撞时，如果系统所受的合外力为零，则系统的 总动量保持不变
2.表达式（：1）m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ 或 p＝p′
(系统作用前的总动量等于作用后的总动量)．
（2）Δp1＝－Δp2 或 m1Δv1＝－m2Δv2
(系统内一个物体的动量变化与另一物体的动量变化等大反向)
核心素养
➢ 知道什么是内力、外力，理解动量守恒的条件， 掌握动量守恒定律的内容
➢ 验证动量守恒定律 ➢ 体会将不易测量的物理量转换为易测量的物理量
的实验设计思想
温故知新
动量定理：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量
V0 F m
光滑
V1 F
t 表达式：F·t= mv1– mv0=Δp
由动量定理知，若物体所受合力为零，则其动量不发生改变
对于物体2，根据动量定理：F2t m2v2' m2v2
根据牛顿第三定律： F1 F2
得到： m1v1' m2v2' m1v1 m2v2 0
整理得：m1v1' m2v2' m1v1 m2v2
结论：物体在碰撞时，如果系统所受的合外力为零， 则系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律
和为物v1体，v22的，质碰量撞分后别，为物m体1，1m和2物，体碰2撞的前速，度物分体别1为和物v1'体，v22' 的。速度分别
验证动量守恒定律(共12张PPT)
①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的固定挡板间放入一轻弹簧,使弹簧处于水平方向上的
压缩状态;
②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与固定挡板C和D碰撞时,电子计时器自动停表,记下A到达C的运
动时间t1及B到达D的运动时间t2; ③重复几次,取t1和t2的平均值.
[数据处理]
x
1.滑块速度的测量:v= t
,式中Δx为滑块挡光片的宽度
Δt为数字计时器显示挡光片经过光电门的时间。
2.验证的表达式:m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/
例析.如图,在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的
质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验,实验步骤如下:
新课标高中物理选修3 － 5
利用平抛运动验证动量守恒
天平、刻度尺、、碰撞实验器、复写 纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同 的小球.
mA mB
说明：
mA为入射小球， mB 为被碰小球。
且mA>mB
验证动量守恒定律的实验装置
1、两小球在水平方向发生正碰,水平方向合;mBvB′
(6)把被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球从同一 位置静止滚下，使它们发生正碰，重复 10 次，同理求
出入射小球落点的平均位置 M 和被碰小球落点的平均 位置N.
(7)用刻度尺测出线段 OM、OP、ON 的长度，把两小
球的质量和相应的水平位移数值代入
m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立.
(1)在调整气垫导轨时应注意使气垫导轨水平
(2)应测量的数据还有滑块A的左端到挡板C的
《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。
验证动量守恒定律ppt课件
图8所示，则入射小球碰撞前的动量是
，入射小球在碰撞后的动量是 ，
被碰小球的动量是
，由此得出结论
。
5
为了验证两小球A和B在碰撞中的动量守恒，采用图9 (a)中所示的装置进行实
验．图9(b)为某次碰撞实验得到的在白纸上记录的两小球落点图．请根据图9(b)中
的落点位置关系，分析这次实验中存在的一个问题是
实验验证动量守恒定律
1
2
数据处理 入射球、被碰球都是从同—高度开始做平抛运动，故它们平抛运动的时间都相同， 设为t，入射球从斜槽轨道上某—点由静止释放后，落在P点，它平抛运动的起点为 斜槽轨道的末端，共平抛运动的水平位移为OP，水平速度v′=OP/t，入射球从斜槽 轨道上的同一点由静止释放，与被碰球碰撞后分别落在M、N点，它们的水平速度 分别为v1′=OM/t，v2′=ON/t，如果动量守恒，则应有m1v1 = m1v1’ + m2v2’，亦即 m1OP= m1OM+ m2ON，只要证明这个关系正确，就验证了机械能守恒。
8
用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量 为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L，使悬 线在A球释放前伸直，且线与竖直线夹角为α，A球释放后摆到最低点时恰与B球正 碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处，B球落到地面上，地 面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记 录到多个B球的落点．
(1)把两滑块A、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的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状 态．
(2)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，
《动量守恒定律 》课件
03
动量守恒定律的应用
碰撞问题
总结词
碰撞问题中动量守恒定律的应用
VS
详细描述
在碰撞问题中，动量守恒定律是一个重要 的应用。当两个物体发生碰撞时，它们的 总动量在碰撞前后保持不变。通过应用动 量守恒定律，可以解决一系列碰撞问题， 例如确定碰撞后的速度、计算碰撞过程中 的能量损失等。
火箭推进原理
总结词
《动量守恒定律》 PPT课件
目录
• 动量守恒定律的概述 • 动量守恒定律的推导 • 动量守恒定律的应用 • 动量守恒定律的实验ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ证 • 动量守恒定律的意义与价值
01
动量守恒定律的概述
定义与公式
总结词
动量守恒定律的定义和公式是理解该定律的基础，通过 定义和公式可以明确动量的概念和计算方法。
详细描述
未来科技
随着科技的不断进步和创新，动量 守恒定律将继续发挥其重要的理论 价值，为未来的科技发展提供有力 支持。
THANKS
感谢观看
04 结果四
总结实验结论，并提出改
进意见和建议。
05
动量守恒定律的意义与价值
在物理学中的地位与作用
01 基础性原理
动量守恒定律是物理学中的基础性原理，是理解 和分析力学系统运动规律的重要工具。
02 理论基石
为其他物理理论如牛顿第三定律、动能定理等提 供了理论支持，是整个经典力学体系的基石之一 。
动量守恒定律的定义为系统内动量的总和在不受外力作 用或合外力为零的情况下保持不变。公式表示为： m₁v₁+m₂v₂=m₃v₃+m₄v₄，其中m和v分别代表质量和 速度，下标表示不同的参考系。
动量的矢量性
总结词
动量具有矢量性，方向与速度方向相同，通过了解动量的矢量性可以更好地理解动量守恒定律 的应用。
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
人教版2019高中物理选择性必修一1 .4实验：验证动量守恒定律 课件(共28张PPT)
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
mA＞mB , 运动滑块A撞击静止滑块B。 mAv1=mA·v2+mBv3
运动滑块A撞击静止滑块B，撞后两者粘在一起。
mAv=(mA+mB)v
共
两静止滑块被弹簧弹开，一个向左，一个向右 0=mAvA-mBvB
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
实验结论： 第一种情况：动能之和不变 第二种情况：动能之和减小 第三种情况：动能之和增大
第一章 动量守恒定律
第4节 验证动量守恒定律
实验思路
物理量的测量
实验目的：验证动量守恒
问题1：如何处理矢量的方向呢？ 规定正方向 问题2：如何设计实验？保证为一维碰撞？ 问题3：需要测量哪些物理量呢？
利用运动学知识，如匀速运动、平抛运动，借助于斜槽、气垫导轨、 打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
（4）考虑到速度的矢量性，记录数据时应规定正方向。若速度方向与规定的正 方向相同，则速度取正值，若速度方向与规定方向相反，则取负值。
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
5.误差分析 (1)碰撞可能不是精确的一维碰撞。 (2)碰撞中其他力(例如：摩擦力、空气阻力等)的影响带来的误差。 (3)测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测量和读数，同时增加 测量次数，取平均值，尽量减小偶然误差的影响。
方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律
实验装置 两个小球
方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律
实验
m1
原理 h
m2
斜槽末端切向水平
落点确定： 圆心即为小球 平均落点
为防止A球反弹， m1＞m2
M
N
测出碰撞前后各球落点到O间的距离xOP、xOM、xON，各球空中运动时间均相同，
实验--验证动量守恒定律(共35张PPT)
第十六页，共35页。
RJ版 ·物理 新课标高考总复习
[尝试解答] (1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块． (2)作用前系统的总动量为滑块 1 的动量 p0＝m1v0. v0＝00..21 m/s＝2 m/s，p0＝0.31×2 kg·m/s＝0.620 kg·m/s.作用后系统 的总动量为滑块 1 和滑块 2 的动量和，且此时两滑块具有相同的速度 v， v＝00.1.1648 m/s＝1.2 m/s，p＝(m1＋m2)v＝(0.310＋0.205)×1.2 kg·m/s＝ 0.618 kg·m/s. (3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔间有摩擦． [答案] (1)接通打点计时器的电源 放开滑块1
第十二页，共35页。
RJ版 ·物理 新课标高考总复习
(2)实验中必须测量的物理量是__________．
A．小球的质量m1和m2
B．小球起始高度h
C．小球半径R1和R2
D．小球起飞的时间t
E．桌面离地面的高度H
F．小球飞出的水平距离s
[解析] 此题考查验证动量守恒定律实验的根本原理和实验方法．
(1)实验中为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，要使两球
第十五页，共35页。
RJ版 ·物理 新课标高考总复习
⑥先________________，然后________________，让滑块带动纸 带一起运动；
⑦取下纸带．重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如上图(b)所示； ⑧测得滑块1的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 完善实验步骤⑥的内容． (2)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以前 系统的总动量为______________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总 动量为__________kg·m/s.(保存三位有效数字) (3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是 ______________________________________．
RJ版 ·物理 新课标高考总复习
[尝试解答] (1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块． (2)作用前系统的总动量为滑块 1 的动量 p0＝m1v0. v0＝00..21 m/s＝2 m/s，p0＝0.31×2 kg·m/s＝0.620 kg·m/s.作用后系统 的总动量为滑块 1 和滑块 2 的动量和，且此时两滑块具有相同的速度 v， v＝00.1.1648 m/s＝1.2 m/s，p＝(m1＋m2)v＝(0.310＋0.205)×1.2 kg·m/s＝ 0.618 kg·m/s. (3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔间有摩擦． [答案] (1)接通打点计时器的电源 放开滑块1
第十二页，共35页。
RJ版 ·物理 新课标高考总复习
(2)实验中必须测量的物理量是__________．
A．小球的质量m1和m2
B．小球起始高度h
C．小球半径R1和R2
D．小球起飞的时间t
E．桌面离地面的高度H
F．小球飞出的水平距离s
[解析] 此题考查验证动量守恒定律实验的根本原理和实验方法．
(1)实验中为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，要使两球
第十五页，共35页。
RJ版 ·物理 新课标高考总复习
⑥先________________，然后________________，让滑块带动纸 带一起运动；
⑦取下纸带．重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如上图(b)所示； ⑧测得滑块1的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 完善实验步骤⑥的内容． (2)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以前 系统的总动量为______________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总 动量为__________kg·m/s.(保存三位有效数字) (3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是 ______________________________________．
1.4 实验：验证动量守恒定律 课件(人教版2019选择性必修第一册)
量哪些物理量？
（1）测量物体的质量：m1和m2
（2）测量物体碰撞前后的速度：v1、v2、v1'、v2'
新课讲授
二、物理量的测量
思考与讨论：
2.如何测两个物体的质量？
物体质量可用天平直接测量
3.如何测量物体碰撞前后的速度？根据你所学以往知识能说出几种？
（1）利用打点计时器测速 （2）利用光电门测速 （3）利用机械能守恒定律测速
新课讲授
三、实验方案及数据分析
6.注意事项： (1)斜槽末端点的切线要水平。 (2)入射小球的质量大于被碰小球的质量。 (3)每次入射小球在斜槽上同一高度自由滚下。 (4)白纸铺好后不能移动。
新课讲授
三、实验方案及数据分析
思考与讨论：
以上两个实验方案是常见的两种方法，根据你所学的知识，并结合前面所提供 的实验器材，你还可以设计出哪些实验方案，实现对动量守恒定律的验证？
课堂练习
2．在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的 方法来进行实验，实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。
课堂练习
（1）实验室有如下A、B、C三个小球，则入射小球应该选取____A___进 行实验（填字母代号）；
A．
B．
C．
课堂练习
（2）关于本实验，下列说法正确的是___B____（填字母代号）； A．斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平 B．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放 C．必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 D．实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间
学习目标
本 节 课 学 习 内 容
01
实验思路
02
物理量的测量
03
实验方案及数据分析
（1）测量物体的质量：m1和m2
（2）测量物体碰撞前后的速度：v1、v2、v1'、v2'
新课讲授
二、物理量的测量
思考与讨论：
2.如何测两个物体的质量？
物体质量可用天平直接测量
3.如何测量物体碰撞前后的速度？根据你所学以往知识能说出几种？
（1）利用打点计时器测速 （2）利用光电门测速 （3）利用机械能守恒定律测速
新课讲授
三、实验方案及数据分析
6.注意事项： (1)斜槽末端点的切线要水平。 (2)入射小球的质量大于被碰小球的质量。 (3)每次入射小球在斜槽上同一高度自由滚下。 (4)白纸铺好后不能移动。
新课讲授
三、实验方案及数据分析
思考与讨论：
以上两个实验方案是常见的两种方法，根据你所学的知识，并结合前面所提供 的实验器材，你还可以设计出哪些实验方案，实现对动量守恒定律的验证？
课堂练习
2．在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的 方法来进行实验，实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。
课堂练习
（1）实验室有如下A、B、C三个小球，则入射小球应该选取____A___进 行实验（填字母代号）；
A．
B．
C．
课堂练习
（2）关于本实验，下列说法正确的是___B____（填字母代号）； A．斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平 B．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放 C．必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 D．实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间
学习目标
本 节 课 学 习 内 容
01
实验思路
02
物理量的测量
03
实验方案及数据分析
实验--验证动量守恒定律PPT课件
第18页/共45页
典例透析与示范
一、基本实验原理及操作 例1 如图12－2－4所示为“验证
动量守恒定律”实验装置示意图．
图12－2－4
第19页/共45页
(1)入射小球1与被碰小球2直径相同， 它们的质量相比较，应是 m1________m2. (2)为了保证小球做平抛运动，必须调 整斜槽使________． (3)实验步骤如下： A．在地面上依次铺白纸和复写纸．
第44页/共45页
感谢您的观看。
第45页/共45页
第3页/共45页
【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．(如 图12－2－1所示)
第4页/共45页
图12－2－1
第5页/共45页
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． 方案二：利用斜槽完成一维碰撞实验 1．先用天平测出小球质量m1、m2.
第26页/共45页
水平气垫导轨上放置两个质量均为a 的滑块，每个滑块的一端分别与穿过 打点计时器的纸带相连，两个打点计 时器所用电源的频率均为b.气垫导轨 正常工作后，接通两个打点计时器的 电源，并让两滑块以不同的速度相向 运动，两滑块相碰后粘在一起继续运 动．图乙为某次
第27页/共45页
实验打出的点迹清晰的纸带的一部分， 在纸带上以同间距的6个连续点为一 段划分纸带，用刻度尺分别量出其长 度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位 均为国际单位，那么，碰撞前两滑块 的动量大小分别为________、 ________，两滑块的总动量大小为 ________；碰撞后两
典例透析与示范
一、基本实验原理及操作 例1 如图12－2－4所示为“验证
动量守恒定律”实验装置示意图．
图12－2－4
第19页/共45页
(1)入射小球1与被碰小球2直径相同， 它们的质量相比较，应是 m1________m2. (2)为了保证小球做平抛运动，必须调 整斜槽使________． (3)实验步骤如下： A．在地面上依次铺白纸和复写纸．
第44页/共45页
感谢您的观看。
第45页/共45页
第3页/共45页
【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．(如 图12－2－1所示)
第4页/共45页
图12－2－1
第5页/共45页
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． 方案二：利用斜槽完成一维碰撞实验 1．先用天平测出小球质量m1、m2.
第26页/共45页
水平气垫导轨上放置两个质量均为a 的滑块，每个滑块的一端分别与穿过 打点计时器的纸带相连，两个打点计 时器所用电源的频率均为b.气垫导轨 正常工作后，接通两个打点计时器的 电源，并让两滑块以不同的速度相向 运动，两滑块相碰后粘在一起继续运 动．图乙为某次
第27页/共45页
实验打出的点迹清晰的纸带的一部分， 在纸带上以同间距的6个连续点为一 段划分纸带，用刻度尺分别量出其长 度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位 均为国际单位，那么，碰撞前两滑块 的动量大小分别为________、 ________，两滑块的总动量大小为 ________；碰撞后两
2025年高考物理复习课件 第6讲 实验 验证动量守恒定律
4.单球找点: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10次。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P
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。改变入
[方案一]利用气垫导轨完成一维碰撞实验
实验器材
气垫导轨、数字计时器、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、游标卡尺等。
进行实验
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。
作用是减少摩擦力
3.实验:接通电源,利用配套的数字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)。
数据记录分析处理
1.滑块速度的测量:v= ,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.验证的表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
[方案二]利用斜槽滚球验证动量守恒定律
实验的改进与创新
考向一 实验器材的创新
典题3 (2023辽宁卷)某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律,设
计了如下实验:用纸板搭建如图所示的滑道,使硬币可以平滑地从斜面滑到
水平面上,其中OA为水平段,选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实
验。
图(a)
图(b)
测量硬币的质量,得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2),将硬
新人教版实验八验证动量守恒定律课件(34张)
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 (1)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨水平． (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； 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．
考向2 利用斜槽验证动量守恒定律 例2 [2023·浙江模拟改编]如图甲所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可 以验证“动量守恒定律”．实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定 位置C由静止滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水 平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹．重复上述操作10次，得到 10个落点痕迹．再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C 由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复 操作10次．如图乙所示，M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A 球的落点是P点，O点是水平轨道末端在白纸上的投影点．
(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．
思 (碰 (12))路撞两物：后个理仍滑量沿块的这碰测条撞量直前：线沿测运同量动一质．条量直、线速运度动．，(的(恒43))速．测验度速证．：：测一维出碰两撞滑中块的碰动撞量前守、后
案例2
(1)测质量：用天平测出两球的质 量．
(2)安装：斜槽末端切线必须沿水平
(2)请写出碰撞前，m1和左侧轻弹簧分离时的动量p＝________(用F0、 k、m1表达)．
(3)实验要验证动量守恒的表达式为_____________________(用F0、 F1、F2、m1、m2表达)．
(1)实验步骤如下： ①如图甲所示，将光电门A固定在滑块左端，用天平测得滑块和光 电门A的总质量为M，光电门B固定在气垫导轨的右侧． ②用天平称得金属球的质量为m，用20分度游标卡尺测金属球的直 径，示数如图乙所示，小球的直径d＝________cm. ③开动气泵，调节气垫导轨水平，将金属小球从C点静止释放．A、 B光电门的遮光时间分别为Δt1、Δt2(光电门B开始遮光时小球已离开滑 块)． (2) 验 证 M 、 m 系 统 水 平 方 向 动 量 守 恒 ， __不__需_要___( 选 填 “ 需 要 ” 或 “不需要”)保证滑块的上表面光滑． (3)验证M、m系统水平方向动量守恒，只需验证________________ 成立即可(用M、m、d、L、Δt1、Δt2表示)．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• (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：利用斜槽完成一维碰撞实验
vA＝100.5.002××150－2 m/s＝1.05 m/s vA′＝vAB＝6.09.50×2×105－2 m/s＝0.695 m/s 故碰撞前后的总动量分别为：
• 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．
• (1)先用天平测出小球质量m1、m2. • (2)按如图所示安装好实验装置，将斜槽固定
在桌边，使槽的末端点切线水平．
• (3)在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸， 在白纸上记下重垂线所指的位置O.
• (4)先不放被碰小球，让入射球从斜槽上某一 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 入射球不碰时的落地点P.
abs3 5
15ab(s1－s3)
2 5abs2
• 例3 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，设法使小车A做匀速直线运动，然后 与原来静止的小车B相碰并粘在一起继续做匀 速运动，如图甲所示，在小车A的后面连着纸 带，电磁打点计时器的频率为50 Hz，长木板 下垫着小木片用以平衡摩擦力．
方案三：小车速度的测量：v＝ΔΔxt ，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 .
• 【警惕·注意事项】 • 1．前提条件
• (5)改变条件：改变碰撞条件，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．
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．
考向案例研究
• 例1 [2011·北京理综，21(2)]如图甲，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．
• 方案二：利用等长悬线悬挂大小相等的小球 完成一维碰撞实验
• (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仅更换两个小球的材质时，碰撞中系统机械能的损失 会发生变化，当碰撞为弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最 大，平抛运动的射程就越大．由 m1·OM＋m2·ON＝m1·OP 和 m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2 可得 ON＝m12＋m1m2OP，代入数据 可得 ON＝76.8 cm.
• [总结提升] 利用斜槽小球碰撞验证动量守恒 的注意事项
• 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、m2 • B．测量小球m1开始释放高度h • C．测量抛出点距地面的高度H
• D．分别找到m1、m2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)．
实验十五 验证动量守恒定律
核心考点导学
• 【了解·实验目的】 • 验证一维碰撞中的动量守恒．
• 【理解·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、v1′、v2、v2′，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．
• (1)若已得到一打点纸带如图乙所示，测得 各计数点间的距离并已在图上标出，A为运 动起始点，则应选________段来计算碰前A 的速度，应选________段来计算碰后A和B 的共同速度．
• (2)已测得小车A的质量mA＝0.40 kg，小车B 的质量mB＝0.20 kg，则由以上结果可得碰 前的总动量为________________kg·m/s，碰 后的总动量为______________ kg·m/s.
• ②本实验要验证的是m1·OM＋m2·ON＝m1·OP， 因此要测量两个小球的质量m1和m2以及它们 的水平射程OM和ON，而要确定水平射程， 应先分别确定两个小球落地的平均落点，没 有必要测量小球m1开始释放的高度h和抛出点 距地面的高度H.故应完成的步骤是ADE或 DEA或DAE.
③若动量守恒，应有 m1·v1＋m2·v2＝m1·v0(v0 是 m1 单独 下落时离开轨道时的速度，v1、v2 是两球碰后 m1、m2 离开 轨道时的速度)，又 v＝st，则有 m1·OtM＋m2·OtN＝m1·OtP，即 m1·OM＋m2·ON＝m1·OP；若碰撞是弹性碰撞，则碰撞过程 中没有机械能损失，则有12m1v21＋12m2v22＝12m1v20，同样整理 可得 m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2.
• ④经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地 点的平均位置距O点的距离如图乙所示．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p1′＋p1 p2′为 ________．
【谨慎·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)．
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 m2 平抛运动 射程 ON 的最大值为________cm.
[解析] ①小球离开轨道后做平抛运动，由 h＝12gt2 知 t ＝ 2gh，即小球的下落时间一定，则初速度 v＝st可用平抛 运动的水平射程来表示，选项 C 正确．
• 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面 内．
• (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．
• 下图2为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一 部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段 划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和 s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那 么，碰撞前两滑块的动量大小分别为
________、________，两滑块总动量大小为 ________；碰撞后两滑块的总动量大小为 ________．重复上述实验，多做几次．若碰 撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的 范围内相等，则动量守恒定律得到验证．
• (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
• 【细辨·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
• [解析] (1)因为小车A与B碰撞前后都做匀速 运动，且碰后A与B黏合在一起，其共同速度 比A原来的速度小．所以应选点迹分布均匀且 点间距较大的BC段来计算碰前A的速度，点 迹分布均匀且点间距较小的DE段来计算碰后 A和B的共同速度．
(2)由图乙可知，碰前 A 的速度和碰后 A 和 B 的共同速 度分别为：
• 【熟习·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．(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．
• (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.
(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：利用斜槽完成一维碰撞实验
vA＝100.5.002××150－2 m/s＝1.05 m/s vA′＝vAB＝6.09.50×2×105－2 m/s＝0.695 m/s 故碰撞前后的总动量分别为：
• 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．
• (1)先用天平测出小球质量m1、m2. • (2)按如图所示安装好实验装置，将斜槽固定
在桌边，使槽的末端点切线水平．
• (3)在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸， 在白纸上记下重垂线所指的位置O.
• (4)先不放被碰小球，让入射球从斜槽上某一 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 入射球不碰时的落地点P.
abs3 5
15ab(s1－s3)
2 5abs2
• 例3 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，设法使小车A做匀速直线运动，然后 与原来静止的小车B相碰并粘在一起继续做匀 速运动，如图甲所示，在小车A的后面连着纸 带，电磁打点计时器的频率为50 Hz，长木板 下垫着小木片用以平衡摩擦力．
方案三：小车速度的测量：v＝ΔΔxt ，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 .
• 【警惕·注意事项】 • 1．前提条件
• (5)改变条件：改变碰撞条件，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．
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．
考向案例研究
• 例1 [2011·北京理综，21(2)]如图甲，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．
• 方案二：利用等长悬线悬挂大小相等的小球 完成一维碰撞实验
• (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仅更换两个小球的材质时，碰撞中系统机械能的损失 会发生变化，当碰撞为弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最 大，平抛运动的射程就越大．由 m1·OM＋m2·ON＝m1·OP 和 m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2 可得 ON＝m12＋m1m2OP，代入数据 可得 ON＝76.8 cm.
• [总结提升] 利用斜槽小球碰撞验证动量守恒 的注意事项
• 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、m2 • B．测量小球m1开始释放高度h • C．测量抛出点距地面的高度H
• D．分别找到m1、m2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)．
实验十五 验证动量守恒定律
核心考点导学
• 【了解·实验目的】 • 验证一维碰撞中的动量守恒．
• 【理解·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、v1′、v2、v2′，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．
• (1)若已得到一打点纸带如图乙所示，测得 各计数点间的距离并已在图上标出，A为运 动起始点，则应选________段来计算碰前A 的速度，应选________段来计算碰后A和B 的共同速度．
• (2)已测得小车A的质量mA＝0.40 kg，小车B 的质量mB＝0.20 kg，则由以上结果可得碰 前的总动量为________________kg·m/s，碰 后的总动量为______________ kg·m/s.
• ②本实验要验证的是m1·OM＋m2·ON＝m1·OP， 因此要测量两个小球的质量m1和m2以及它们 的水平射程OM和ON，而要确定水平射程， 应先分别确定两个小球落地的平均落点，没 有必要测量小球m1开始释放的高度h和抛出点 距地面的高度H.故应完成的步骤是ADE或 DEA或DAE.
③若动量守恒，应有 m1·v1＋m2·v2＝m1·v0(v0 是 m1 单独 下落时离开轨道时的速度，v1、v2 是两球碰后 m1、m2 离开 轨道时的速度)，又 v＝st，则有 m1·OtM＋m2·OtN＝m1·OtP，即 m1·OM＋m2·ON＝m1·OP；若碰撞是弹性碰撞，则碰撞过程 中没有机械能损失，则有12m1v21＋12m2v22＝12m1v20，同样整理 可得 m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2.
• ④经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地 点的平均位置距O点的距离如图乙所示．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p1′＋p1 p2′为 ________．
【谨慎·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)．
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 m2 平抛运动 射程 ON 的最大值为________cm.
[解析] ①小球离开轨道后做平抛运动，由 h＝12gt2 知 t ＝ 2gh，即小球的下落时间一定，则初速度 v＝st可用平抛 运动的水平射程来表示，选项 C 正确．
• 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面 内．
• (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．
• 下图2为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一 部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段 划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和 s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那 么，碰撞前两滑块的动量大小分别为
________、________，两滑块总动量大小为 ________；碰撞后两滑块的总动量大小为 ________．重复上述实验，多做几次．若碰 撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的 范围内相等，则动量守恒定律得到验证．
• (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
• 【细辨·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
• [解析] (1)因为小车A与B碰撞前后都做匀速 运动，且碰后A与B黏合在一起，其共同速度 比A原来的速度小．所以应选点迹分布均匀且 点间距较大的BC段来计算碰前A的速度，点 迹分布均匀且点间距较小的DE段来计算碰后 A和B的共同速度．
(2)由图乙可知，碰前 A 的速度和碰后 A 和 B 的共同速 度分别为：
• 【熟习·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．(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．
• (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.