1.4 实验：验证动量守恒定律 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

实验：验证动量守恒定律 一、实验目的 验证动量守恒定律。 二、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′，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。 实验：验证动量守恒定律 实验方案（很多样） 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 气垫导轨 碰撞滑块 光电门 L 导轨水平 挡光条 1.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。 2.实验原理（很简单） （1）质量的测量：天平称量出滑块质量m1，m2 （2）速度的测量： 利用公式 测出碰前m1的速度v1和碰后m1的速度v1´和m2的速度v2´ Δx—遮光条宽度 Δt—遮光条经过光电门的时间 （3）利用加重物来改变滑块的质量 （4）不同碰撞情况的实现： 一个运动滑块撞击静止滑块。 （mAv+mB·0=mA·0+mBv）两者交换速度， 两个静止滑块被弹簧片弹开，一个向左，一个向右 0=mAv-mBv 运动滑块撞击静止滑块，撞后两者粘在一起。mAv=(mA+mB)v共 mA=mB 弹性碰撞 非弹性碰撞 弹性碰撞 弹性碰撞架 3.实验步骤（很好记） (4)使两滑块依次发生上图三种碰撞情况，计算滑块碰撞前后的速度。 (1)用天平测量两滑块的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。 (2)安装光电门，使两个光电门之间的距离约为50cm。 (6)整理实验仪器，数据处理，寻找守恒量。 (5)改变滑块质量，重复步骤(4)。 (3)导轨通气后，调节气垫导轨水平，使滑块在气垫导轨上保持不动或。 1.实验之前需要将气垫导轨调节水平； 注意事项 2.实验时应该确保发生的是一维碰撞； 3.测量挡光片的宽度时应尽量减小误差； 参考案例2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 铁架台、斜槽、大小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。 1.实验器材： h 斜槽末端切向水平 为防止A球反弹， m1＞m2 落点确定： P M N O m1 m2 实验原理 圆心即为小球平均落点 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，设为Δ t，可得速度为 测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。 本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。 1. 先用天平称量出两个小球的质量mA、mB。 3. 在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。 2. 安装好实验装置，注意使实验器的斜槽末端点的切线水平。 4. 在白纸上记下重垂线所指的位置 O，它表示入射小球 mA碰撞前球心的竖直投影点。 实验步骤 5. 先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一位置处静止滚下，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，圆心就是入射小球不碰撞时的落地点。 圆心即为小球平均落点 实验步骤 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。 实验步骤 1.斜槽末端要切线要水平； 2.每次小球下滑要从同一位置处由静止释放； 3.要保证对心碰撞，两球必须半径相同，质量不同（如铁球碰铝球）； 4. 小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面，该小圆的圆心即为小球的平均落点 ； 注意事项 5. 用m1OP＝m1OM＋m2ON验证时，两小球的质量和水平位移不能错位 各物体落点唯一被确定：最近的落点为入射球碰后落点；最远落点为被碰球落点；中间的为入射球无碰撞落点 。 （碰撞后速度要符合物理情景，碰后未反向，后减前增，且V后＜V前） 例： 如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置： （1）关于实验，下列叙述正确的是（ ） 　　　 A.入射球A每次必须从同一高度静止下滑 B.轨道有摩擦，对实验有影响，必须选择光滑轨道 C.入射球A的质量大于被碰球B的质量 D.入射球A的半径一定大于被碰球B的半径 （2）用半径相同的两小球A、B做碰撞实验，实验装置示意如图，斜槽与水平槽平滑连接。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球置于水平槽前端边缘处静止，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM=2.68 cm，OP=8.62 cm，ON=11.50