实验：验证动量守恒定律+高二上学期物理人教版选择性必修第一册

1.4实验：验证动量守恒定律一.实验思路动量守恒定律的适用条件：系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0。我们可以考虑物体发生碰撞的情况。两个物体在发生碰撞时，作用时间很短。根据动量定理，它们的相互作用力很大。如果把这两个物体看作一个系统，那么，虽然系统还受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力等外力的作用，但是其中有些力的矢量和为0，有些力与系统内两物体的相互作用力相比很小。因此，可以近似认为碰撞满足动量守恒定律的条件。二.物理量的测量

思考与讨论

物休的质量可用天平直接测量，想一想，有哪些方式可以测量速度？你在设计实验方案时会选择哪种？为什么？三.数据分析

参考案例1研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、游标卡尺等1.实验器材：

2.测量的物理量①滑块质量：用天平直接测量．3.实验探究过程(2）通过计算不同碰撞情境中滑块碰撞前后的总动量，检验是否满足动量守恒定律．①滑块的碰撞情境情境1：用质量不同的两滑块，"一静一动"碰撞．情境2：两滑块挤压弹簧后用细线连接，烧断细线后两滑块分开．情境3：两滑块碰撞后，撞针插人橡皮泥中，使两滑块连成一体．②数据记录与处理(1）规定正方向，碰撞前后速度的方向与正方向相同为正，相反为负．

大于

参考案例2研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒1.实验设计：

①滑块质量：用天平直接测量．2.测量的物理量②速度：两球碰撞前后的速度3.实验步骤(3）白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺好．记下重垂线所指的位置0.(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）安装好实验装置，并调整斜槽使斜槽末端水平

(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，重复次数．用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是入射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自由滚下，使它们发生碰撞，重复多次．用（4)中的方法，标出碰撞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，如右图．4.实验结论

5.误差分析（1）误差来源①小球落点位置确定不准确会产生误差．②若入射小球每次不是从同一高度无初速度滚下，则会产生误差．③两球的碰撞若不是对心碰撞，则会产生误差．④线段长度及两球质量的测量不准确会产生误差．⑤入射小球释放的高度太低，两球碰撞时内力较小会产生误差．（2）减小误差方法①斜槽轨道末端必须水平，判断是否水平的方法是将小球放在斜槽轨道平直部分任一位置，若小球均能保持静止，则表明斜槽末端水平。⑤应尽可能地在斜槽较高的地方由静止释放入射小球。②入射小球每次都必须从斜槽轨道同一位置由静止释放，可在斜槽适当高度处固定一挡板，使小球靠着挡板，然后释放小球．③入射小球的质量应大于被碰小球的质量．④实验过程中确保实验桌、斜槽、记录所用的白纸的位置始终保持不变．例2.某实验小组进行验证动量守恒定律的实验．入射小球与被碰小球半径相同．(1）实验装置如图甲所示．先不放B小球，使A小球从斜槽上某一固定点C（图中未画出）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小球静置于水平槽前端边缘处，让A小球仍从C处由静止滚下，A小球和B小球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹．如图乙所示，记录纸上的0点是重垂线所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹．未放B小球时，A小球落地点是记录纸上的

点．P

D参考案例3研究长木板上的小车碰撞时的动量守恒光滑长木板、打点计时器、纸带、小车（两辆）、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等1.实验器材：2.实验步骤：(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