第六章 实验8 验证动量守恒定律-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，鲁科版）

实验8　验证动量守恒定律

一、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。

二、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(附砝码)、毫米刻度尺、圆规。

三、实验原理与设计

质量分别为m1和m2的两小球A、B发生正碰,若碰撞前球A的速度为v1,球B静止,碰撞后的速度分别为v1′和v2′,根据动量守恒定律,应有:m1v1=m1v1′+m2v2′。可采用“探究平抛运动的特点”实验中测量平抛初速度的方法,设计实验装置如图甲所示。

让球A从同一位置C释放,测出不发生碰撞时球A飞出的水平距离lOP,再测出球A、B碰撞后分别飞出的水平距离lOM、lON,如图乙所示。只要验证m1lOP=m1lOM+m2lON,即可验证动量守恒定律。

四、实验步骤

1.用天平测出两个小球的质量。

2.将斜槽固定在桌边并使其末端水平。在地板上铺白纸和复写纸,通过小铅锤将斜槽末端在纸上的投影记为点O。

3.首先让球A从斜槽点C由静止释放,落在复写纸上,如此重复多次。

4.再将球B放在槽口末端,让球A从点C由静止释放,撞击球B,两球落到复写纸上,如此重复多次。

5.取下白纸,用圆规找出落点的平均位置点P、点M和点N,用刻度尺测出lOP、lOM和lON。

6.改变点C位置,重复上述实验步骤。

五、数据处理

实验数据记录表

实验结论:碰撞前后两小球的动量之和保持不变。

六、注意事项

1.先不放上被碰小球,让入射小球从斜槽上某一高度滚下,重复10次,用尽可能小的圆把所有小球落点圈在里面,圆心P就是小球落点的平均位置。同理可找出碰撞后两小球的平均落点位置M和N。

2.要调好实验装置,使固定在桌边的斜槽口间距离等于小球直径,而且两球相碰时处在同一高度,碰撞后的速度方向在同一直线上。

3.应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。

4.应使入射小球每次从槽上同一位置由静止滚下,可在斜槽上适当高度处固定一挡板,使小球靠着挡板,然后释放小球。

5.白纸铺好后不能移动。

七、实验拓展

方案一、利用两辆小车完成一维碰撞实验

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:小车B静止,接通电源,让小车A运动,碰撞时撞针插入橡皮泥中,两小车连接成一个整体运动。