高三物理复习试验验证动量守恒定律

1、高三物理复习：实验 验证动量守恒定律知识梳理 实验目的 验证碰撞中的动量守恒 实验原理如图所示，质量较大的 A球从斜槽上滚下，与放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的B球发生碰撞，碰撞后各自做平抛运动，由于两球下落的高度相同，故它们的运动时间相等， 用小球飞行时间作时间单位，则小球飞出时的水平速度在数值上就可用它飞行的水平距离代 替。因此，只要测出两小球的质量m1、m2和不放被碰小球时入射小球在空中飞行的水平距离OP,以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞行的水平距离OM和ON,然后比较 miOP与miOM+mzON,在实验误差允许的范围内相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。实验器材斜槽，重垂线

2、，大小相等而质量不等的小球两个，白纸，复写纸，刻度尺，圆规，三角 板，天平，游标卡尺。实验步骤(1)用天平测出两个小球的质量 m1、m2(mim2)。(2)如图所示安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端的切线水平，调节小 支柱的高度，使入射小球与被碰小球在同一高度。A(3)在水平地面上铺上白纸，且在白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指位置(4)不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由落下，重复能上的圆把所有的小球点圈在里面，圆心P就是入射小球不碰时的落点。(5)把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从同一高度自由滚下，重复(4)方法，将碰后两球的落点位置M、N标出，如图所示。O。10次

3、，用尽可10次。用步骤(6)连接ON,且取OO=2r(r为小球半径)。测量线段OP、OM、ON的长度，用m10P与m1OM +m2ON比较，从而验证结论。注意事项(1)实验中必须保持斜槽末端水平。(2)小球每次必须从同一高度无初速滑下，并且要高度适当，使其以适当的水平速度运 动，从而减小误差。(3)入射球应选质量大的，被碰球应选质量小的。(4)测两球各段水平距离时，要明确各自球心的对应点。(5)实验中斜槽和白纸的位置不能动。典例精析例1某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、 B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使 A球从斜槽上某一固定位置 G无初速滚下，落到位

4、 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玩初速滚下，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。甲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。记录纸(1)碰撞后B球的水平射程应取为 cm。(2)在下列选项中，哪些是本次实验必须进行的测量。A.水平槽上未放 B球时，测量A球落点位置到 O点的距离A球与B球碰撞后，测量 A球落点位置到 O点的距离C.测量A球或B球直径D.

5、测量A球或B球的质量(或两球质量之比)E.测量G点相对于水平槽面的高度解析 (1)图(乙)中画出了 B球的10个落点位置，实验中应取平均位置，方法是： 用最小的圆将所有点圈在里面，圆心位置即为落点平均位置，找准平均位置，读数时应在刻 度尺的最小刻度尺的最小刻度后面再估读一位。(2)本实验的装置将教材上的实验装置作了微小变化，把放被小球的支座去掉，而把被 碰小球放在靠近槽末端的地方，使得被碰小球B与入射小球A都从O点开始做平抛运动，且两球平抛时间相同，以平抛时间为时间单位，则平抛的水平距离在数值上等于平抛初速度， 设A未碰B时平抛的水平位移为 Sa, A、B相碰后，A、B两球的水平位移分别为 S

6、a, sb, A、B质量分别为mA、mB,则碰前A的动量可写成mASA,碰后A、B总动量为mASA+mBSB，要验证动量是否守恒，即验证以上两动量是否相等，所以该实验应测量的物理量有：mA、mB、Sa、Sa、Sb。答案为：（1） 64.7cm （从 64.2cm 到 65.2cm 都正确）（2） ABD例2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，推动小车 A使之做匀速运动，然后与原来静止在前言的小车B相碰并粘合在一体，继续做匀速运动，他设计的装置如图甲所示，在小车 A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频 率为50Hz,长木板下垫着薄木片用以平衡摩擦力。（1）若已得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距标在图上，A为运动超始的第一点，则应选 段来计算A的碰前速度，应选 段来计算A和B碰后的共同速度（以上 两格填“ AB”或 BC或 CD”或 DET）。ABC_D E 二&旬 -4-1050由一0呢也95乙（2）已测得小车 A的质量mi=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得： 碰前总动量 =kg - m/s ,碰后总动量 =kg - m/s。解析 观察纸带，选取碰前、碰后做匀速运动的BC段和DE段求出碰前、碰后的速度，再利用质量数据便可求出碰前、碰后的总动量。答案：（1） BC DE （2） 0.42 0.417