实验 验证动量守恒定律 PPT课件
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1.3 科学验证：动量守恒定律(16张PPT)课件 高二物理鲁科版(2019)选择性必修第一册
答案 (1)0.480 0.475 (2)在误差允许的范围内,两车碰撞前后动量守恒
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月15日
A
C
保持水平
＞
＝
(4)在本实验中，验证动量守恒的式子是下列选项中的________．A．ma·OC＝ma·OA＋mb·OBB．ma·OB＝ma·OA＋mb·OCC．ma·OA＝ma·OB＋mb·OC
B
4.在验证动量守恒定律时,用图1所示装置进行验证,在长木板右端下面垫放小木片,平衡好摩擦力。小车P的前端粘有橡皮泥,后端连着纸带。接通电源,轻推小车P使之运动,小车P运动一段时间后,与原来静止的小车Q相碰,并粘在一起继续运动。(已知打点计时器所用电源频率为50 Hz)
1.实验目的：（1）验证动量守恒定律；（2）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。
2.实验器材：斜槽轨道、半径相等的钢球和玻璃球、白纸、复写纸、小铅锤、天平、毫米刻度尺、圆规
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′，找出碰撞前的动量 p = mA+ mB2 及碰撞后的动量 p′ = mAA′ + mBB′ 。
(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)。
ADE
m1·=m1·+m2·
m1·=m1·+m2·
(1)两车碰撞前后打出的纸带如图2所示。测得小车P的质量mP=0.60 kg,小车Q的质量mQ=0.40 kg,由以上数据求得碰前系统总动量为 kg·m/s,碰后系统总动量为 kg·m/s。(结果保留3位有效数字) (2)实验结论: 。
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月15日
A
C
保持水平
＞
＝
(4)在本实验中，验证动量守恒的式子是下列选项中的________．A．ma·OC＝ma·OA＋mb·OBB．ma·OB＝ma·OA＋mb·OCC．ma·OA＝ma·OB＋mb·OC
B
4.在验证动量守恒定律时,用图1所示装置进行验证,在长木板右端下面垫放小木片,平衡好摩擦力。小车P的前端粘有橡皮泥,后端连着纸带。接通电源,轻推小车P使之运动,小车P运动一段时间后,与原来静止的小车Q相碰,并粘在一起继续运动。(已知打点计时器所用电源频率为50 Hz)
1.实验目的：（1）验证动量守恒定律；（2）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。
2.实验器材：斜槽轨道、半径相等的钢球和玻璃球、白纸、复写纸、小铅锤、天平、毫米刻度尺、圆规
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′，找出碰撞前的动量 p = mA+ mB2 及碰撞后的动量 p′ = mAA′ + mBB′ 。
(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)。
ADE
m1·=m1·+m2·
m1·=m1·+m2·
(1)两车碰撞前后打出的纸带如图2所示。测得小车P的质量mP=0.60 kg,小车Q的质量mQ=0.40 kg,由以上数据求得碰前系统总动量为 kg·m/s,碰后系统总动量为 kg·m/s。(结果保留3位有效数字) (2)实验结论: 。
新教材高中物理第一章实验：验证动量守恒定律pptx课件新人教版选择性必修第一册
碰撞是一维的
②0.50
0.10
0.60
③0.15
0.15
碰撞前后系统的动量守恒
保证两个滑块的
【典例2】如图甲所示,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.
甲
(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
(填选项前的字母)间接地解决这个问题.
平均位置N.
3.数据处理.
如图所示,连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度,分析在
误差允许的范围内m1xOP=m1xOM+m2xON是否成立.
三、实验结论
答案:在实验误差允许范围内,碰撞前后系统动量守恒.
四、误差分析
1.系统误差:主要来源于装置本身.
造成系统误差的原因:
(1)碰撞不是一维碰撞;
速度应沿着导轨的方向;
(2)如果物体碰撞后的速度方向与原来的方向相反,数据记录
和分析时速度为负值.
4.若利用平抛运动规律进行验证:
(1)安装实验装置时,应注意调整斜槽,使斜槽末端水平;
(2)为防止两球碰撞后入射球反弹,入射小球的质量应大于被
碰小球的质量;
(3)实验时需要用铅垂线确定小球做平抛运动的起点在白纸
律的实验,小车A的前端粘有橡皮泥,设法使小车A做匀速直线
运动,使其与原来静止的小车B相碰并粘在一起继续做匀速运
动,如图甲所示.小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器的频
率为50 Hz.
甲
(1)若得到的打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间的距离,
则应选图中
段来计算A碰撞前的速度,应选
段来计
算A和B碰撞后的速度.
(1)实验装置如图所示.
②0.50
0.10
0.60
③0.15
0.15
碰撞前后系统的动量守恒
保证两个滑块的
【典例2】如图甲所示,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.
甲
(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
(填选项前的字母)间接地解决这个问题.
平均位置N.
3.数据处理.
如图所示,连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度,分析在
误差允许的范围内m1xOP=m1xOM+m2xON是否成立.
三、实验结论
答案:在实验误差允许范围内,碰撞前后系统动量守恒.
四、误差分析
1.系统误差:主要来源于装置本身.
造成系统误差的原因:
(1)碰撞不是一维碰撞;
速度应沿着导轨的方向;
(2)如果物体碰撞后的速度方向与原来的方向相反,数据记录
和分析时速度为负值.
4.若利用平抛运动规律进行验证:
(1)安装实验装置时,应注意调整斜槽,使斜槽末端水平;
(2)为防止两球碰撞后入射球反弹,入射小球的质量应大于被
碰小球的质量;
(3)实验时需要用铅垂线确定小球做平抛运动的起点在白纸
律的实验,小车A的前端粘有橡皮泥,设法使小车A做匀速直线
运动,使其与原来静止的小车B相碰并粘在一起继续做匀速运
动,如图甲所示.小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器的频
率为50 Hz.
甲
(1)若得到的打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间的距离,
则应选图中
段来计算A碰撞前的速度,应选
段来计
算A和B碰撞后的速度.
(1)实验装置如图所示.
物理人教版(2019)选择性必修第一册1.4实验：验证动量守恒定律(共18张ppt)
1.4 验证动量守恒定律
参考案例1 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
L
实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧片、
细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。
实验情景设置
情景1. 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（图1），滑块碰撞后随即分开。
情景2. 在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥（图2），碰撞时
(2)mA =mA +mB
。
【例2】 某同学用图甲装置通过大小相同的A、B两小球的碰撞来验证动量守恒定律。图中
PQ是斜槽，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球放在水平槽末
端，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
t1
t2
参考案例 2
研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
物理量的测量
(1)质量的测量：用天平测量两小球的质量mA 、
mB。
(2)速度的测量：两球碰撞前后的速度，可以利
用平抛运动的知识求出。
注意：mA > mB，以免碰撞后小球反弹。
实验步骤
(1)不放被碰小球，让入射小球m1从斜槽上某一位置由静止滚下，记录平抛的落点P及水平
d，实验过程如下:①调节气垫导轨成水平状态;
②轻推滑块A，测得A通过光电门G1的遮光时间为t1;
③A与B相碰后，B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为t2和t3。回答下列问题。
(1)实验中选择mA大于mB的目的是
。
(2)利用所测物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为
参考案例1 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
L
实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧片、
细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。
实验情景设置
情景1. 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（图1），滑块碰撞后随即分开。
情景2. 在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥（图2），碰撞时
(2)mA =mA +mB
。
【例2】 某同学用图甲装置通过大小相同的A、B两小球的碰撞来验证动量守恒定律。图中
PQ是斜槽，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球放在水平槽末
端，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
t1
t2
参考案例 2
研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
物理量的测量
(1)质量的测量：用天平测量两小球的质量mA 、
mB。
(2)速度的测量：两球碰撞前后的速度，可以利
用平抛运动的知识求出。
注意：mA > mB，以免碰撞后小球反弹。
实验步骤
(1)不放被碰小球，让入射小球m1从斜槽上某一位置由静止滚下，记录平抛的落点P及水平
d，实验过程如下:①调节气垫导轨成水平状态;
②轻推滑块A，测得A通过光电门G1的遮光时间为t1;
③A与B相碰后，B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为t2和t3。回答下列问题。
(1)实验中选择mA大于mB的目的是
。
(2)利用所测物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为
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,
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。
科学验证：动量守恒定律 课件(共27张PPT) 高二上学期物理鲁科版(2019)选择性必修第一册
1.3
科学验证：
动量守恒定律
学习目标
1.通过分析教材提供的实验方案，学习根据要求设计实验的方法.
2.理解实验中速度测量的原理.
3.通过设计创新实验方案培养学生的创新精神.
知识梳理
一、实验目的
利用钢球和玻璃球的碰撞验证动量守恒定律.
二、实验器材
斜槽、钢球和玻璃球、天平、复写纸、白纸等.
三、实验原理与设计
kg·m/s.
(3)从实验数据的处理结果来看，在误差允许的范围内， 能 (选
填“能”或“不能”)验证动量守恒定律.
提示：数据处理表明，mAvA+mBvB=mAvA'+mBvB'，即在实验误差
允许的范围内，A、B系统的动量守恒，能验证动量守恒定律.
sOP= 13.0 cm .
提示：用最小的圆把所有落点圈在里面，圆心即为落点的平均位
置.
(2)已知mA∶mB=2∶1，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出
R是 B 球的落地点，P是 A
球的落地点.
(3)用题中的字母写出验证动量守恒定律的表达
式： mA·sOQ=mA·sOP+mB·sOR .
A球落点位置到O点的距离及A、B两球的质量.
.
例2.某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨
装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光
电门等组成.
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向气垫导轨中通入压缩空气；
③接通光电计时器；
提示：小球落地时间t相同，由mA· =mA· +mB· 可知，
科学验证：
动量守恒定律
学习目标
1.通过分析教材提供的实验方案，学习根据要求设计实验的方法.
2.理解实验中速度测量的原理.
3.通过设计创新实验方案培养学生的创新精神.
知识梳理
一、实验目的
利用钢球和玻璃球的碰撞验证动量守恒定律.
二、实验器材
斜槽、钢球和玻璃球、天平、复写纸、白纸等.
三、实验原理与设计
kg·m/s.
(3)从实验数据的处理结果来看，在误差允许的范围内， 能 (选
填“能”或“不能”)验证动量守恒定律.
提示：数据处理表明，mAvA+mBvB=mAvA'+mBvB'，即在实验误差
允许的范围内，A、B系统的动量守恒，能验证动量守恒定律.
sOP= 13.0 cm .
提示：用最小的圆把所有落点圈在里面，圆心即为落点的平均位
置.
(2)已知mA∶mB=2∶1，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出
R是 B 球的落地点，P是 A
球的落地点.
(3)用题中的字母写出验证动量守恒定律的表达
式： mA·sOQ=mA·sOP+mB·sOR .
A球落点位置到O点的距离及A、B两球的质量.
.
例2.某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨
装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光
电门等组成.
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向气垫导轨中通入压缩空气；
③接通光电计时器；
提示：小球落地时间t相同，由mA· =mA· +mB· 可知，
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
a
b
H
O A ppt课件 B C
24
(2)小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系？为什么？ ma> mb，保证碰后两球都向前方运动；
ppt课件
23
⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些选项 _B___E_________.
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H B.小球a、b的质量ma、mb C.小球a、b的半径r D.小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC F. a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
3
mA mB
O O'
’
N
P
碰撞时的动态过程
ppt课件
M
4
mA mB
O O'
’
N
P
碰撞时的轨迹示意图
ppt课件
M
5
【实验目的】
利用平抛运动验证动量守恒
【实验器材】
天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、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
ppt课件
6
装置 mA
说明：
mA 为入射小球 ， mB 为被碰小球 且。mA>mB
O’N=ON-2r(r代表小球的半径)
验证式 mAOP=mAOM+mB(ON-2r）
验 证 的 表 达ppt课式件 ： m A O P = m A O M + m B O ’8 N
实验测量
测量的物理量： a．用天平测两球质量mA、mB b．用游标卡尺测两球的直径D， 并计算半径r。 c．水平射程：OP、OM、ON
ppt课件
9
实验步骤
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)．
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[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
(对应学生用书P242) 1．某同学用下图甲所示的装置通过半径相同的A、B两球(mA>mB) 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．图甲中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．
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方案二：利用等长悬线悬挂等大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：把两个等大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.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．
碰后均平抛，两球心必须在同一高度，要保证小球m1碰前速度不变，m1 每次必须从同一高度滚下，斜槽没必要保证光滑，故B、C、D正确．
(2)必须测量两球质量m1、m2和小球平抛的水平距离，故选A、F. [答案] (1)BCD (2)AF
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(对应学生用书P241) 题型一 实验原理的理解和误差分析 例1 (2011·辽宁模拟)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验 证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如下图(a)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，空气会从 小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和 导轨之间的摩擦而引起的误差．
D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被 碰小球的阻力越小
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[解析] (1)用一尽可能小的圆把小球落点圈在里面，由此可见圆 心的位置是64.7 cm，这就是小球落点的平均位置．
(2)本实验中要测量的数据有：两个小球的质量m1、m2，三个落点 的距离x1、x2、x3，所以应选A、B、D.
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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)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 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.(保留三位有效数字) (3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是________________ ______________________．
(3)入射小球的释放点越高．入射小球碰前速度越大，相碰时内力 越大，阻力的影响相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件．也有利 于减少测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，选项C正 确．
[答案] (1)64.7(64.5～64.9均可) (2)A、B、D (3)C
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方案四：碰撞前后的速度测量是实验中误差的主要来源，若采用下 列实验方法可避免速度的测量．如右图所示，将质量分别为 m1 和 m2 的 两小球发生正碰，若碰前 m1 运动，m2 静止，且 m1>m2，根据动量守恒 定律应有：m1v1＝m1v′1＋m2v′2.
因小球从斜槽末端飞出后做平抛运动，由平抛运动的知识可知，小 球下落高度相同，则飞行时间相同，若用飞行时间作时间单位，则水平 速度大小就等于小球飞出的水平距离，则动量守恒时应有：m1·OP ＝ m1·OM ＋m2·ON .
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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．
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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． 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．
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[尝试解答] 设摆球 A、B 的质量分别为 mA、mB，摆长为 l，B 球 的初始高度为 h1，碰撞前 B 球的速度为 vB.在不考虑摆线质量的情况下， 根据题意及机械能守恒定律得
h1＝l(1－cos45°)① 12mBv2B＝mBgh1② 设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为 p1、p2. 有 p1＝mBvB③ 联立①②③式得 p1＝mB 2gl1－cos45°④ 同理可得 p2＝(mA＋mB) 2gl1－cos30°⑤
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要点二 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．
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(对应学生用书P241) 要点一 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．
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(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平面 内．
(2)0.620 0.618 (3)纸带与打点计时器限位孔间有摩擦
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题型二 实验数据的处理 例2 某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律．图中两摆摆 长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为1∶2.当两 摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触．向右上方拉动B球使其摆 线伸直并与竖直方向成45°角，然后将其由静止释放．结果观察到两摆 球粘在一起摆动，且最大摆角成30°.若本实验允许的最大误差为±4%， 此实验是否成功地验证了动量守恒定律？
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(2)实验中必须测量的物理量是__________．
A．小球的质量m1和m2 C．小球半径R1和R2 E．桌面离地面的高度H
B．小球起始高度h D．小球起飞的时间t F．小球飞出的水平距离s
[解析] 本题考查验证动量守恒定律实验的基本原理和实验方法．
(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
2．某同学把两块大小不同的木块用细线连ห้องสมุดไป่ตู้，中间夹一被压缩了 的轻质弹簧，如右图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细 线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动 量守恒．
(1)该同学还必须有的器材是________________________． (2)需要直接测量的数据是___________________________. (3)用所得数据验证动量守恒的关系式是_______________． [解析] 这个实验的思路与课本上采用的实验的原理完全相同，也 是通过测平抛运动的位移来代替它们作用完毕时的速度． [答案] (1)刻度尺、天平 (2)两木块的质量m1、m2和两木块落 地点分别到桌子两侧边缘的水平距离x1、x2 (3)m1x1＝m2x2
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(3)实验中，对入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法 中正确的是( )
A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越 小
B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对 误差越小，两球速度的测量越准确
C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后 动量之差越小，误差越小
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联立④⑤式得p2＝mA＋ mB
p1
mB
11－ －ccooss3405°°⑥
代入已知条件得pp212≈1.03 由此可以推出|p2－p1 p1|≈1.4% <4% 所以，此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律．
[答案] 见解析
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