实验：验证动量守恒定律+课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

动量守恒定律第4节实验：验证动量守恒定律学习重点：掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后速度的测量方法；学习难点：掌握实验数据处理的方法,利用实验数据验证动量守恒定律。学习目标：最简单的碰撞情形：A、B两物体碰撞前后沿同一条直线运动，即一维碰撞。实验思路：物理量的测量：物体的质量——天平物体碰撞前后的速度——？

如利用匀速运动，借助于打点计时器+纸带或气垫导轨+光电门。

再如利用平抛运动，借助斜槽等来达到实验目的。方案一：气垫导轨+光电门方案三：打点计时器+撞针橡皮泥方案四：小球碰撞方案二：斜槽下滑碰撞气垫导轨碰撞滑块光电门L挡光条测出滑块经过光电门的时间t，挡光条的宽度为L，则滑块匀速运动的速度为方案一：利用气垫导轨+光电门实现一维碰撞碰撞前碰撞后质量m1=0.10kgm2=0.10kgm1=0.10kgm2=0.10kg速度V1=0.4m/sV2=0V1

=0V2

=0.4m/smvm1v1+m2v2=m1v1

+m2v2

=mv2m1v12+m2v22=m1v1

2+m2v2

2=实验数据甲:滑块碰撞后分开0.04kg·m/s0.04kg·m/s0.016J0.016J在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架，滑块碰撞后随即分开，碰撞前后动量守恒，动能大小也不改变。乙:滑块碰撞后粘连碰撞前碰撞后质量m1=0.10kgm2=0.15kgm1=0.10kgm2=0.15kg速度V1=0.64m/sV2=0.2m/sV1

=0.373m/sV2

=0.373m/smvm1v1+m2v2=m1v1

+m2v2

=mv2m1v12+m2v22=m1v1

2+m2v2

2=0.094kg·m/s0.093kg·m/s0.030J0.017J在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动时，两个滑块组成的系统动量守恒，动能减小。碰撞前碰撞后质量m1=0.10kgm2=0.15kgm1=0.10kgm2=0.15kg速度V1=0V2=0V1

=0.225m/sV2

=

-0.15m/smvm1v1+m2v2=m1v1

+m2v2

=mv2m1v12+m2v22=m1v1

2+m2v2

2=丙：弹簧使静止滑块分开0000.0042J烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动，两个滑块组成的系统动量守恒，动能增大。弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，滑块的动能增加。

在实验误差允许范围内，两滑块碰撞前后总动量近似相等，系统动量守恒。实验结论：1.本实验碰撞前、后速度大小的测量采用极限法，v＝

，其中d为挡光板的宽度.2.注意速度的矢量性：规定一个正方向，碰撞前后滑块速度的方向跟正方向相同即为正值，跟正方向相反即为负值，比较m1v1＋m2v2与m1v1′＋m2v2′是否相等，应该把速度的正负号代入计算.3.造成实验误差的主要原因是存在摩擦力.利用气垫导轨进行实验，调节时确保导轨水平.小结：方案二：斜槽下滑碰撞方案二：斜槽下滑碰撞

首先不放B球，将A小球从定位板处沿斜坡下滑，它将落到P点。

再将B小球放到出射点，再一次将A小球从定位板处沿斜坡下滑，与B球发生碰撞，A球落到M点，B球落到N点。ABOPMN入射小球被碰小球方案二：斜槽下滑碰撞m1m2OPMN入射小球被碰小球因平抛的时间相同，则故应验证的关系式为:m1OP=m1OM+m2O

N要验证的关系是实验步骤:(1)用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球.(2)按照图示安装实验装置,调整固定斜槽,使斜槽底端水平.(3)白纸在下,复写纸在上,在适当位置铺放好.记下重垂线所指的位置O.(4)不放被碰小球,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)把被碰小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽同一高度静止滚下,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和被碰小球落点的平均位置N。如图：(6)测量OM、OP、ON的长度.将测量数据填入表中。思考：下面两个装置入射小球和被碰小球开始平抛的位置相同吗？(1)入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1>m2)；(2)入射小球的半径等于被碰小球的半径；(3)入射小球每次必须从斜槽上同一高度静止滚下；(4)斜槽末端的切线必须水平；(5)两球碰撞时,入射球与被碰球的球心连线与入射球的初速度方向一致；(6)地面必须水平,白纸铺好后,实验过程中不能移动,否则会造成很大的误差。小结：方案三：打点计时器+撞针橡皮泥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。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体。如何测量物体的速度？通过纸带测出它们碰撞前后的速度。θβ碰后粘到一起

设摆绳长为L，测出摆角θ和β，机械能守恒可得速度为ABAB保证两绳等长方案四：利用摆球结合机械能守恒定律的实验探究1.碰撞前后摆球速度的大