实验,验证动量守恒定律
高中物理实验
验证动量守恒定律
实验练习题
1. 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m 端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。
若已得到打点纸带如上图，并j测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算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“DE”）。已测得小l车A的质量m1=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
2.某同学用图1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由静止开始滚下，落到位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由静止开始滚下，记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示，其中米
尺水平放置。且平行于G.R.Or所在的平面，米尺的零点与O
点对齐。
（1）碰撞后B球的水平射程应取为______cm.
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：
_________（填选项号）
A. 水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的
B. 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a或B球的直径
D. 测量A球和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
3. 用如图所示的装置验证动量守恒，图中A、B两球的直径均为d，质量分别是为m1和m2.
①实验中所必需的测量工具是_______________
②A球为入射球，B球为被碰球，两球质量的关系是m1___m2。
③根据题中给出的数据和图中点间距离，动量守恒要验证的关系
式是______________。
4．气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气
泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮
在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。
我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨以及滑
块A 和B 来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a ．用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B 。
b ．调整气垫导轨，使导轨处于水平。
c ．在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气
垫导轨上。
d ．用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1。
e ．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始
工作。当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时停止计时，记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2。
（1）实验中还应测量的物理量是_____________________。
（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是
____________________，上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是___________。
（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请
写出表达式。
5.①下图所示为气垫导轨。导轨上的两滑块质量相等，两滑块上的挡光片宽度相同。现将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。实验中用滑块甲撞击静止在导轨上的滑块乙，碰撞前滑块乙处于静止状态。第一次在两滑块碰撞端安上弹簧片，第二次在两滑块碰撞端粘上橡皮泥。两次实验时滑块甲碰前通过光电门计时装置记录的挡光片的挡光时间相等，碰后滑块乙第一次和第二次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间分别为21,t t 。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断21,t t 的关系应为1t 2t （选填“>”、“<”或“=”）
②大小相等的入射小球和被碰小球的质量均已知，
利用右图所示的装置和器材能做“验证动量定恒
定律”的实验吗？ 。（选填“能”
或“不能”）
如果你选填的是“能”，那么你还需要的器材是：
。
如果你选填的是“不能”，请简要说明理由：
。
6.如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。
①下列说法中不符合．．．
本实验要求的是 。（选填选项前面的字母） A ．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同
B ．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C ．安装轨道时，轨道末端必须水平
D ．需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O 点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M 、P 、N ，并测得它们到O 点的距离分别为OM 、OP 和ON 。已知入射球的质量为m 1，靶球的质量为m 2，如果测得12m OM m ON ?+?近似等于 ，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。
7、如图所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器．
它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑
块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我
们可以用带竖直挡板C 、D 的气垫导轨以及滑块A 、B 来验证
动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），
采用的实验步骤如下：
(a)用天平分别测出滑块A 、B 的质量A m 、B m .
(b)调整气垫导轨，使导轨处于水平．
(c)在滑块A 、滑块B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．
(d)用刻度尺测出滑块A 的左端至板C 的距离L 1.
(e)按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作．当滑块A 、B 分别碰撞挡板C 、D 时停止计时，计下滑块A 、B 分别到达挡板
C 、
D 的运动时间t 1和t 2。
(1)实验中还应测量的物理量是 。
(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 ，由此公式算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是 。
(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式．
8、用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为B m 的钢球B 放在小支柱N
上，球心离地面高度为H ；质量为A m 的钢球A 用细
线拴好悬挂于O 点，当细线被拉直时O 点到球心的距
离为L ，且细线与竖直线之间夹角α;球A 由静止释放，
摆到最低点时恰与球B 发生正碰，碰撞后，A 球把轻
质指示针C 推移到与竖直夹角为β处，B 球落到地面
上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球
B 的落点．
(1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A 、B 的动量（设两球A 、B 碰前的动量分别为A p 、B p ；碰后动量分别为'A p 、'B p )，则A p = ;
'A p = ; B p = ; 'B p = 。
(2)请你提供两条提高实验精度的建议： 。
9、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方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运
动，他设计的具体装置如图所
示．在小车A 后连着纸带，电磁打
点计时器电源频率为50Hz ，长木板
下垫着小木片用以平衡摩擦力．
（1）若已得到打点纸带如图所示，
并测得各计数点间距标在图上，A 为
运动起始的第一点，则应选____段起
计算A 的碰前速度；应选____段来
计算A 和B 碰后的共同速度（填AB 、
图17
BC 、CD 、DE ）．
（2）已测得小车A 的质量m 1=0.40kg ，小车B 的质量m 2=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
10. 某同学用图16装置做验证动量守恒定律的实验.先将a 球从斜 槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b 球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a 球仍从原固定点由静止开始滚下,和b 球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次．
⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些_____________．
A ．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B ．小球a 、b 的质量m a 、m b
C ．小球a 、
b 的半径r D ．小球a 、b 离开斜槽轨道
末端后平抛飞行的时间t E ．记录纸上
O 点到A 、B 、C 各点的距离OA 、OB 、OC F ．a 球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
⑵小球a 、b 的质量m a 、m b 应该满足什么关系?为什么?
⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如
果不是同时落地,对实验结果有没有影响?为什么?这时
小球a 、b 的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点． ⑷为测定未放被碰小球时,小球a 落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O 点对齐,右图给出了小球a 落点附近的情况,由图可得OB 距离应为__________cm ．
⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________．
11.在做碰撞中动量守恒的实验中，需要用到的测量工具有（ ）
A.秒表
B.毫米刻度尺
C.天平
D.弹簧秤
12.在做碰撞中的动量守恒的实验中，必须测量的物理量是（ ）
A.入射小球和被碰小球的质量
B.入射小球或被碰小球的半径
C.入射小球从静止释放时的起始高度
D.斜槽轨道的末端到地面的高度
E.入射球未碰撞时飞出的水平距离
F.入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平距离
47
13.在做“验证动量守恒定律”实验时，关于在地面铺纸，下列说法中正确的是（ ）
A.铺纸前应查看地面是否平整，无杂物
B.白纸铺在地面上后，在整个实验过程中不能移动
C.复写纸不需要固定在白纸上，测定P 点位置时的复写纸，到测定M 点位置时，可移到M 点使用
D.在地面上铺纸时，复写纸放在下面，白纸放在上面
14.在“验证动量守恒定律”实验中，设入射球、被碰球的质量分别为m 1、m 2，半径分别为r 1、r 2，为了减小实验误差，下列说法正确的是（ ）
A.m 1=m 2，r 1＞r 2
B.m 1＞m 2，r 1=r 2
C.降低斜槽的高度
D.入射小球释放点要适当高一些
15.入射球碰前的速度以及被碰球碰后的速度可用其运动的水平位移来表示，在图中M 、N 、P 是小球的落点.下列说法中正确的是（ ）
A.O ′是被碰小球碰前其球心在纸上的垂直投影
B.O 是碰撞瞬间入射小球的球心在纸上的垂直投影
C.被碰球碰后的速度可用N O '表示
D.入射球碰前的速度可用OM 表示
16.(2006山东淄博重点高中高三月考)如图所示，M 、N 和P 为“验证动量守恒定律”实验中小球的落点，已知入射球质量为m 1，被碰球质量为m 2，如果碰撞中动量守恒，则有（ ）
A.m 1·(OP -OM )=m 2·ON
B.m 1·(OP -OM )=m 2·N O '
C.m 1·(OP +OM )=m 2·N O '
D.m 1·OP =m 2·(N O '+OM )
17.在做“验证动量守恒定律”实验中，关于小球落点的下列说法中正确的是（ ）
A.如果小球每一次都从同一点无初速释放，重复几次的落点应当是重合的
B.由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不重合是正常的，但落点应当比较密集
C.测定P 点位置时，如果重复10次的落点分别为P 1、P 2、P 3…P 10，则OP 应取OP 1、OP 2、OP 3…OP 10的平均值，即OP=（OP 1+OP 2+…+OP 10）/10
D.用半径尽量小的圆把P 1、P 2、P 3…P 10圈住，这个圆的圆心就是入射球落点
的平均位置P
18.在“验证动量守恒定律”实验中，安装斜槽轨道时，应该让斜槽末端点的切线保持水平，这样做的目的是为了使（）
A.入射球得到较大的速度
B.入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向
C.入射球与被碰球碰撞时动能无损失
D.入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出
19.在“碰撞中的动量守恒”实验中，半径相同的两个小球A、B，其质量之比为m A∶m B=3∶8，按正确的操作步骤得实验结果如图所示.图中M、P、N为小球落点，且在同一直线上，O点是斜槽末端所装重垂线的投影点，则O′点为______________（填“A”或“B”）球球心的投影点，碰后两球的动量大小之比为p A′∶p B′=________________.
20.某同学用如图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.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位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由静止开始滚下，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，得到了如图所示的三个落地点.
（1）请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置._______________________.并在图中读出OP=_______________.
（2）已知m A∶m B=2∶1，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出R是__________球的落地点，P是__________球的落地点.
（3）用题中的字母写出动量守恒定律的表达式____________________.
21.把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于光滑的水平桌面上，如图所示.烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒.
（1）还必须添加的器材是：
_____________________________________________________.
（2）需直接测量的数据是：
_____________________________________________________.
（3）用所得数据验证动量守恒定律的关系式是
_____________________________________.
22.如图（a）所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量后，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车正碰并黏在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图（b）所示，电源频率为50 Hz.则：碰撞前甲车运
动速度大小为__________m/s，甲、乙两车的质量比m
甲∶m
乙
为___________.
答案：
1. BC 段，DE 段，0.4
2. 0.417
2.（1）64.7 （3分，在64.2~65.2都给分） （2）ABD （3分全对给分）
3. 天平、卡尺、毫米刻度尺（或米尺）；m 1>m 2; m 1（OP ）=m 1（OM ）+m 2（O ′N ）
4．（1）B 的右端至D 板的距离L2
（2）1212
0A B L L m m t t -= 测量、时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差。（学生只要答对其中两点即可）
（3）能。22122212
1()2P A B L L E m m t t =+ 5.①< 2分
②能；刻度尺；不能，缺少刻度尺
6. （1）① A （3分）；②OP m 1（3分）
7.(l)B 的右端至D 板的距离2l (2) 02
211=-t L m t L m B A 测量时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差． (3)能 )(2122
222121t L m t L m E B A P += 8.(1) )cos 1(2α-gL m A )c o s 1(2β-gL m B 0 gL H
s m B 22 (2)①让球A 多次从同一位置摆下，求B 球落点的平均位置；② α角取值不要太小；③两球A 、B 质量不要太小；④球A 质量要尽量比球B 质量大
9.（1） BC DE （2）0.42kg ·m/s 0.417kg ·m/s
10.（1）B、E
（2）ma>mb、防止a球碰撞后反向弹回，再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。
（3）同时落地、如果不是同时落地，会影响实验结果、A、C
（4）4.59
（5）maOB=maOA+mbOC
11、BC
12、ABEF
13、ABC
14、BD
15、ABC
16、B
17、BD
18、B
19、A 9∶11
20、（1）用尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置17.5 cm
（2）B A
（3）m A OQ=m A OP+m B OR
21、（1）刻度尺、天平、重垂线、复写纸、白纸
（2）两球的质量m1、m2和两球做平抛运动的水平位移s1、s2
（3）m1s1=m2s2
22、0.6 2∶1
2013届高考物理一轮复习测试：实验验证动量守恒定律
1.如图14－2－5所示, 在“验证动量守恒定律”实验中, P为入射球A未与被碰球B碰撞
时的落点, M为它与B球碰后的落点, N为B球的落点, 这个实验对小球质量M A和M B 的要求是M A________M B(填“＞”、“＝”或“＜”). 为了能用OP长度表示球A的初速度, OM和O′N长度分别表示球A与球B的末速度, 则必须做到________, 用图中标出的符号和测出的数据列出验证动量守恒的表达式为________.
图14－2－5
解析: 为保证A碰后速度仍向右, M A＞M B; A、B碰后均为平抛运动, 由s＝v·t, 只有t相同, s才能表示v, 所以A、B球心碰前必在同一水平线上.
答案: ＞碰前A、B两球心等高M A·OP＝M A·OM＋M B·O′N
2. 如图14－2－6所示, 在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车, 甲车系一穿过打点计时器的纸带, 当甲车获得某一向右速度时, 随即启动打点计时器, 甲车运动一段距离后, 与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动. 纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图14－2－6所示. 电源频率为50 Hz, 则碰撞前甲车运动速度大小为________m/s, 甲、乙两车碰撞后的速度大小为________m/s, 该碰撞属于________碰撞.
图14－2－6
解析: 碰撞前后都是匀速直线运动, 利用公式v＝v求得碰撞前后的速度. 碰前甲的速度为v1＝1.2 cm/0.02 s＝0.6 m/s, 碰后共同速度为v2＝0.78 cm/0.02 s＝0.39 m/s.由于碰后两车成为一个整体, 所以其碰撞为完全非弹性碰撞.
答案: 0.60 0.39 完全非弹性
3.某同学把两块大小不同的木块用细线连接, 中间夹一被压缩了的轻质弹簧, 如图14－2
－7所示, 将这一系统置于光滑的水平桌面上, 烧断细线, 观察物体的运动情况, 进行必
要的测量, 验证物体间相互作用时动量守恒.
图14－2－7
(1)该同学还必须有的器材是
________________________________________________________________________. (2)需要直接测量的数据是
________________________________________________________________________. (3)用所得数据验证动量守恒的关系式是
________________________________________________________________________.
解析: 烧断细线后两木块在弹力作用下向相反的方向运动, 两木块离开桌面后分别做平抛运动. 由平抛运动规律知, 两木块在水平方向为匀速运动, 且运动时间相同, 同时落地, 两者水平位移分别为s1＝v1t1, s2＝v2t2, 又t1＝t2, 若要验证m1v1＝m2v2, 只需验证m1s1＝m2s2.
因此, 需要用刻度尺分别测出两者落地点到桌子两侧边的水平距离s1、s2, 用天平测两者的质量m1、m2.
答案: (1)刻度尺、天平(2)两物体的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s1、s2(3)m1s1＝m2s2
4. 为了验证动量守恒定律, 在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块, 每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连, 两个打点计时器所用电源的频率均为 B.气垫导轨
正常工作后, 接通两个打点计时器的电源, 并让两滑块以不同的速度相向运动, 两滑块相
碰后粘在一起继续运动. 图乙为某次实验打出的、点迹清晰的两条纸带各自的一部分, 在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带, 用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位, 那么, 碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________, 两滑块的总动量大小为________; 碰撞后的两滑块的总动量大小为________. 重复上述实验, 多做几次. 若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等, 则动量守恒定律得到验证.
图14－2－8
解析: 动量p＝m v, 根据v＝s/5T可知两滑块碰前的速度分别为v1＝0.2s1b、v2＝0.2s3b, 则碰前两滑块动量分别为0.2abs1和0.2abs3, 总动量大小为a v1－a v2＝0.2ab(s1－s3); 碰撞后两滑块的总动量大小为2a v＝2as2/(5T)＝0.4abs2.
答案: 0.2abs30.2abs1(第1、2空答案可互换) 0.2ab(s1－s3)
0. 4abs2
5. 某同学设计了一个用电磁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方的小车B相碰并粘合成一体, 继续做匀速运动. 他设计的装置如图14－2－9(a)所示. 在小车A后连着纸带, 电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz, 长木板下垫着小木片以平衡摩擦力.
图14－2－9
(1)若已测得打点的纸带如图14－2－9(b)所示, 并测得各计数点的间距(已标在图上). A 为运动的起点, 则应选________段来计算A 碰撞前的速度, 应选________段来计算A 和B 碰后的共同速度(以上两空选填“AB ”“BC ”“CD ”或“DE ”).
(2)已测得小车A 的质量m 1＝0.4 kg, 小车B 的质量m 2＝0.2 kg, 则碰前两小车的总动量大小为________kg ·m/s, 碰后两小车的总动量大小为________kg ·m/s.
解析: (1)从分析纸带上打点情况看, BC 段既表示小车做匀速运动, 又表示小车有较大速度, 因此BC 段能较准确地描述小车A 在碰撞前的运动情况, 应选用BC 段计算A 的碰前速度. 从CD 段打点情况看, 小车的运动情况还没稳定, 而在DE 段小车做匀速运动, 故应选用DE 段计算碰后A 和B 的共同速度.
(2)小车A 在碰撞前速度大小为
v 0＝BC 5T ＝10.50×10－2
5×0.02
m/s ＝1.050 m/s 小车A 在碰撞前动量大小为
p 0＝m A v 0＝0.4×1.050 kg ·m/s ＝0.420 kg ·m/s
碰撞后A 、B 共同速度大小为
v ＝DE 5T ＝6.95×10－2
5×0.02
m/s ＝0.695 m/s 碰撞后A 、B 的总动量大小为
p ＝(m A ＋m B )v ＝(0.2＋0.4)×0.695 kg ·m/s ＝0.417 kg ·m/s.
答案: (1)BC DE (2)0.420 0.417
6.如图14－2－10是用来验证动量守恒的实验装置, 弹性球1用细线悬挂于O 点, O 点下方桌子的边沿有一竖直立柱. 实验时, 调节悬点, 使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高. 将球1拉到A 点, 并使之静止, 同时把球2放在立柱上. 释放球1, 当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞. 碰后球1向左最远可摆到B 点, 球2落到水平地面上的C 点. 测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒. 现已测出A 点离水平桌面的高度为a , B 点离水平桌面的高度为b , C 点与桌子边沿间的水平距离为c .此外,
图14－2－10
(1)还需要测量的量是
________________________________________________________________________、
________和________.
(2)根据测量的数据, 该实验中动量守恒的表达式为________. (忽略小球的大小)
解析: (1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化, 根据弹性球1碰撞前后的高度a和b, 由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度, 故只要再测量弹性球1的质量m1, 就能求出弹性球1的动量变化; 根据平抛运动的规律, 只要测出立柱高h和桌面高H就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化, 故只要测量弹性球2的质量和立柱高h、桌面高H就能求出弹性球2的动量变化.
(2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程
2m1a－h＝2m1b－h＋m2
c
H＋h
答案: (1)弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面高H
(2)2m1a－h＝2m1b－h＋m2
c
H＋h
7. (2012·长沙模拟)为了证明碰撞中的动量守恒, 实验宜在气垫导轨上进行, 这样可以大大减小阻力, 使滑块在碰撞前后的运动可以看成是匀速运动. 使实验的可靠性及准确度得以提高. 在某次实验中, A、B两铝制滑块在一水平长气垫导轨上相碰, 用闪光照相机每隔
0.4秒的时间拍摄一次照片, 每次拍摄时闪光的延续时间很短, 如图14－2－11所示, 已知
A、B之间的质量关系是m B＝1.5m A, 拍摄共进行了4次, 第一次是在两滑块相撞之前, 以后的三次是在碰撞之后. A原来处于静止状态, 设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10 cm至105 cm这段范围内运动(以滑块上的箭头位置为准), 试根据闪光照片求出:
图14－2－11
(1)A、B两滑块碰撞前后的速度各为多少？
(2)根据闪光照片分析说明两滑块碰撞前后动量是否守恒.
解析: (1)由题意可知, 碰前: v A＝0
碰后: ????? v A ′＝Δs A ′Δt ＝0.30.4 m/s ＝0.75 m/s v B ′＝Δs B
′Δt ＝0.20.4 m/s ＝0.5 m/s
从发生碰撞到第二次拍摄照片, A 运动的时间是 t 1＝Δs A ″v ′A ＝0.150.75
s ＝0.2 s 由此可知, 从拍摄第一张照片到发生碰撞的时间是 t 2＝(0.4－0.2) s ＝0.2 s
则碰前物体B 的速度为v B ＝Δs B ″Δt 2＝0.20.2
m/s ＝1 m/s. (2)碰撞前的动量: p ＝m A v A ＋m B v B ＝1.5 m A 碰撞后的动量:
p ′＝m A v A ′＋m B v B ′＝0.75m A ＋0.75m A ＝1.5m A , 可见p ＝p ′, 所以动量守恒. 答案: 见解析
机械能守恒定律说课稿动量守恒定律说课稿
机械能守恒定律说课稿动量守恒定律说课稿 第 第PAGE #页共17页 《机械能守恒定律》说课稿动量守恒定律说课 稿 《机械能守恒定律》说课稿 《机械能守恒定律》说课稿（1） —、学情分析 学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念，对“机械能”并不算陌生，接受起来相对轻松。通过前几节内容的学习，同学们对“机械能”这一概念较初中有了更深认识，在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解。 二、教材分析 （一）教材所处的地位和作用本节课是本章的重点内容，要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题。机械能守恒条的判定、机械能守恒定律的应用，是教学的重点。运用机械能守恒定律解答相关的问题，这一内容在整个高中力学中又起着承前启后的作用，在物理学理论和应用方面十分重要，不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果。但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生不易理解、掌握。学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，教材上通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，力图通过生活实例和物理实验，展示相关情景，激发学
生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究，体现从“生活走向物理”的理念，通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识，体会物理规律对生活实践的作用。 ②采用节水灌溉技术：以色列主要推广了喷灌和滴灌技术，把水送到植物最需要的根部，最大限度地利用了水资源，实现了在荒漠上发展灌溉农业，举世瞩目。 新课程的理念要求培养学生自主学习，学生是主体，教师起的是主导作用。为了让学生真正成为课堂的主人，这节课我选用下面教学方法： （二）教学目标的确定依据注重了机械能守恒定律得出的过程和基本的应用，一些变形的公式表达形式和应用方面的一些注意事项以及其深刻的内涵放到了下一课时讲，这样面向了全体学生，降低了教学起点，我觉得这也符合新课标的精神和要求。 根据教材特点（注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性）和学生的特点以及高中新课程的总目标（进一步提高科学素养，满足全体学生终身发展需求）和理念（探究性、主体性、发展性、和谐性）和三维教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）的要求特制定教学目标。： 为建立充满生机与活力的用人机制，拓宽选人用人渠道，引进一批优秀大学毕业生，优化北部新区教师队伍结构，全面提高教育教学质量，结合北部新区师资队伍实际，拟面向部分重点院校公开择优招聘20xx年免费师范毕业生。为确保此次招聘公开、公平、公正进行，特制定本简章。 （三）教学目标教师边讲解边说明：先在“53—24”的下面画上横线，为了清楚地看出运算的顺序，可以脱式进行计算，呈现出运算的顺序和每次计算的结果。在算式的下面写出第一步计算的结果（29）,还没有参加计算的数照抄下来（+38）,在算式的下面再写出第二步计算的结果（二67）。注意：等号上下要对齐。
高中物理-学习并验证碰撞中的动量守恒定律教案
高中物理-学习并验证碰撞中的动量守恒定律教案 教学目标： 1、知道动量守恒定律的内容,掌握动量守恒定律成立的条件,并在具体问题中判断动量是否守恒。 2、学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。 3、知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。 教学重点： 动量守恒定律及其守恒条件的判定。 教学难点： 对动量守恒定律条件的掌握。 教具准备：斜槽、小球等。 教学过程 （一）引入新课 前面已经学习了动量定理,那么我们首先回顾一下动量定理的定义：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。表达式为：Ft=mv′－mv=p′－p,或Ft=△p 由此看出冲量是力在时间上的积累效应。动量定理公式中的F 是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是变力。当合外力为变力时,F 是合外力对作用时间的平均值。p 为物体初动量,p′为物体末动量,t 为合外力的作用时间。 下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统,在不受外力的情况下,二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化,整个物体系统的动量又将如何？ （二）以两球发生碰撞为例讨论“引入”中提出的问题,进行理论推导。 画图： 设想水平桌面上有两个匀速运动的球,它们的质量分别是1m 和2m ,速度分别是1v 和2v ,而且21v v >。则它们的总动量（动量的矢量和）。经过一定时间1m 追上2m ,并与之发生碰撞,设碰后二者的速度分别为'1v 和' 2v ,此时它们的动量的矢量和,即总动量'+'='+'='221121v m v m p p p 。 板书：221121v m v m p p p +=+= '+'='+'='221121v m v m p p p 下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p 和p '有什么关系．设碰撞过程中两球相互作用力分别是1F 和2F ,力的作用时间是t ．根据动量定理,1m 球受到的冲量是11111v m v m t F -' =；
《动量守恒定律》说课稿(可编辑修改word版)
《动量守恒定律》说课稿 一、教材分析： （一）教材的内容、地位和作用 动量守恒定律是自然界普遍适应的基本规律之一，在自然界中，大到天体的相互 作用，小到基本粒子间的作用，都遵循动量守恒定律，它是宏观世界和微观世界都遵循的共同规律，应用非常广泛．因而是物理教学的重点内容。它比牛顿定律发现的早，应用比牛顿定律更为广泛：可以适用于牛顿定律不能够解决的接近光速的运动问题和微观粒子的相互作用；在牛顿定律的应用范围内的某些问题，如碰撞、反冲及天体物理中的“三体问题”等，动量守恒定律也更能够体现它简单、方便的优点。动量守恒定律作为高中物理第三册选修课(人教版)的重要内容来学习，可以加深学生对物理基本体系的了解，掌握研究问题的方法，提高解决问题的能力。 （二）教学目标及重难点分析 高中物理课程标准对这一节的内容提出了如下要求： 1、通过实验，理解动量和动量守恒定律，能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道 动量守恒定律的普遍意义。 2、通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。 结合三维教学目标，提出本次教学设计的目的： 1、知识与技能：掌握运用动量守恒定律的一般步骤。 2、过程与方法：知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律 解决有关问题的优点。 3、情感、态度与价值观：学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培养思维能力。 学习本节的主要目的是为了掌握动量守恒定律这一应用广泛的自然规律，要达到这目的， 就必须让每个学生正确理解其成立的条件和特点，因此，确定本节的教学重点和难点为： 1、掌握动量守恒定律及成立的条件。 2、应用动量守恒定律解决问题。
验证动量守恒定律实验
物理一轮复习学案 第六周（10.8—10.14）第四课时 验证动量守恒定律实验 【考纲解读】 1.会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小. 2.验证在系统不受外力的作用下，系统内物体相互作用时总动量守恒． 【重点难点】 验证动量守恒定律 【知识结构】 一、验证动量守恒定律实验方案 1．方案一 实验器材：滑块（带遮光片，2个）、游标卡尺、气垫导轨、光电门、天平、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 实验情境：弹性碰撞（弹簧片、弹性碰撞架）；完全非弹性碰撞（撞针、橡皮泥）。 2．方案二 实验器材：带细线的摆球（摆球相同，两套）、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。实验情境：弹性碰撞，等质量两球对心正碰发生速度交换。 3．方案三 实验器材：小车（2个）、长木板（含垫木）、打点计时器、纸带、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等。 实验情境：完全非弹性碰撞（撞针、橡皮泥）。 4．方案四 实验器材：小球（2个）、斜槽、天平、重垂线、复写纸、白纸、刻度尺等。 实验情境：一般碰撞或近似的弹性碰撞。 5．不同方案的主要区别在于测速度的方法不同：①光电门（或速度传感器）；②测摆角（机械能守恒）；③打点计时器和纸带；④平抛法。还可用频闪法得到等时间间隔的物体位置，从而分析速度。 二、验证动量守恒定律实验（方案四）注意事项 1．入射球质量m1应大于被碰球质量m2。否则入射球撞击被碰球后会被弹回。 2．入射球和被碰球应半径相等，或可通过调节放被碰球的立柱高度使碰撞时球心等高。否则两球的碰撞位置不在球心所在的水平线上，碰后瞬间的速度不水平。 3．斜槽末端的切线应水平。否则小球不能水平射出斜槽做平抛运动。 4．入射球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。否则入射球撞击被碰球的速度不相等。5．落点位置确定：围绕10次落点画一个最小的圆将有效落点围在里面，圆心即所求落点。6．水平射程：被碰球放在斜槽末端，则从斜槽末端由重垂线确定水平射程的起点，到落地点的距离为水平射程。
高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案
高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案 【学习目标】 1．知道动量与冲量的概念,理解动量定理与动量守恒定律． 2．会用动量定理与动量守恒定律解决实际应用问题． 3．明确探究碰撞中的不变量的基本思路． 【要点导学】 1．冲量与动量的概念理解． 2．运用动量定理研究对象与过程的选择． 3．动量守恒定律的适用条件、表达式及解题步骤． 4．弹性碰撞和非弹性碰撞 （1）弹性碰撞：___________________________________ （2）非弹性碰撞：____________________________________ （3）在光滑水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性正碰,根据动量 守恒和机械能守恒,碰后两个小球的速度分别为： v 1’=_____________v 2’=_____________。 【典型例题】 类型一 冲量与动量定理 【例1】质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间1t 到达沙坑表面,又经过时间2t 停在沙坑里。 求： （1）沙对小球的平均阻力F ； （2）小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 的大小． 类型二 动量守恒定律及守恒条件判断 【例2】 把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、 弹、 车,下列说法正确的是（ ） A ．枪和弹组成的系统,动量守恒 B ．枪和车组成的系统,动量守恒 C ．三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系 统动量近似守恒 D ．三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合 力为零 【变式训练1】如图A 、B 两物体的质量之比m A ∶m B ＝3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有 一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间的滚动摩擦系数相同,地面光滑,当弹簧突然释放后, 则（ ） A ．A 、B 组成的系统动量守恒 B ．A 、B 、 C 组成的系统动量守恒 C ．小车向左运动 D ．小车向右运动 类型三 动量守恒与能量守恒的综合应用 【例3】在静止的湖面上有一质量为M=100kg 的小船,船上站一个质量为m=50kg 的人。船长6米, A B C
经典验证动量守恒定律实验练习题(附答案)
· 验证动量守恒定律由于v 1、v1/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高 度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证： m 1OP=m 1 OM+m 2 (O/N-2r）即可。 注意事项： ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈 在里面，圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。 ⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为： m 1OP=m 1 OM+m 2 ON，两个小球的直径也不需测量 《 实验练习题 1. 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m 端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图，并测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算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“DE”）。已测得 小l车A的质量m 1=0.40kg，小车B的质量m 2 =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 2.某同学用图1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由静止开始滚下，落到位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
高中物理_复习：《验证动量守恒定律实验》教学设计学情分析教材分析课后反思
复习：《实验：验证动量守恒定律》教学设计 一、教学目标： 【知识与技能】 1、明确验证动量守恒定律的基本思路； 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法； 3、掌握实验数据处理的方法； 【过程与方法】 1、学习根据实验要求，设计实验，完成气垫导轨实验和斜槽小球碰撞实验的设计方法； 2、学习根据实验数据进行处理、归纳、总结的方法。 【情感态度与价值观】 1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。 2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。 3、在对实验数据处理、误差处理的过程中合作探究、头脑风暴，提高学生合作探究能力。 4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。 【教学重难点】 教学重点：验证动量守恒定律的实验探究 教学难点：速度的测量方法、实验数据的处理． 【教学过程】 （一）复习导入：问题1、动量守恒定律的内容是什么？ 2、动量守恒的条件是什么？ （二）讲授新课 实验方案一：气垫导轨以为碰撞实验 1、实验器材 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、橡皮泥等. 2、实验步骤
（1）测质量：用天平测出滑块的质量. （2）安装：正确安装好气垫导轨. （3）实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向③通过放置橡皮泥、振针、胶布等改变能量损失). （4）验证：一维碰撞中的动量守恒. （5）数据处理 1.滑块速度的测量：v ＝Δx Δt ，式中Δx 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间. 2.验证的表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v′1＋m 2v′2。 （6）注意事项 气垫导轨应水平 [典例1] 现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中，气垫导轨上有A 、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间. 实验测得滑块A 的质量m1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m2＝0.108 kg ，遮光片的 宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. 实验测得滑块A 的质量m1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m2＝0.108 kg ，遮光片的 宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. (b) 若实验允许的相对误差绝对值× 100%最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒
2018_2019学年高中物理第一章碰撞与动量守恒实验验证动量守恒定律分层训练粤教版选修3_5201
实验验证动量守恒定律 1．图1是“验证碰撞中的动量守恒”实验的实验装置．让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下，与静止在支柱上质量为m 2的小球发生对心碰撞，则 图1 图2 (1)两小球的质量关系必须满足________． A．m1＝m2B．m1＞m2 C．m1＜m2D．没有限制 (2)实验必须满足的条件是________． A．轨道末端的切线必须是水平的 B．斜槽轨道必须是光滑的 C．入射小球m1每次都必须从同一高度由静止释放 D．入射小球m1和被碰小球m2的球心在碰撞的瞬间可以不在同一高度上 (3)若采用图1装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________． A．直尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧秤E．秒表 (4)在实验装置中，若用游标卡尺测得小球的直径如图2，则读数为_______cm. 解析：(1)在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，为防止被碰球碰后反弹，入射球的质量必须(远)大于被碰球的质量，因此B正确，A、C、D错误．故选B. (2)要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故A正确；“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故B错误；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；要保证碰撞后都做平抛运动，两球要发生正碰，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心应在同一水平高度，两球心的连线应与轨道末端的切线平行，因此两球半径应该相同，故D错误．故选AC. (3)小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相等，m1v1＝m1v1′＋m2v2′，两边同时乘以时间t，则有：m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，m1OP＝m1OM＋m2(ON－2r)，则实验需要测出：小球的质量、小球的水平位置、小球的半径，故需要用到的仪器有：天平，直尺和游标卡尺；故选，ABC.
验证动量守恒定律
实验：验证动量守恒定律教案 【教学目标】 1．掌握动量守恒定律适用范围。 2．会用实验验证动量守恒定律。 【教学重难点】 会用实验验证动量守恒定律。 【教学过程】 一、实验思路 教师：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，虽然物体还受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力等外力的作用，但是有些力的矢量和为0，有些力与系统内两物体的相互作用力相比很小。因此，在可以忽略这些外力的情况下，碰撞满足动量守恒定律的条件。 问题：我们应该怎样设计实验，使两个碰撞的物体所组成的系统所受外力的矢量和近似为0？ 学生思考，教师总结。 我们研究最简单的情况：两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。应该尽量创造实验条件，使系统所受外力的矢量和近似为0。 二、物理量的测量 1 / 11
研究对象确定后，还需要明确所需测量的物理量和实验器材。 问题：想要验证动量守恒定律，需要测量哪些物理量？ 学生思考，教师总结： 根据动量的定义，很自然地想到，需要测量物体的质量，以及两个物体发生碰撞前后各自的速度。 教师：那么物体的质量我们可以直接用天平测量，物体碰撞前后的速度呢？ 学生回忆之前我们学习了哪些测量物体速度的方法。最后教师总结可行的方法进行实验的设计。 （一）方案一：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 1．实验步骤： （1）测质量：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：按照图甲所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底端 2 / 11
水平。 （3）铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好，记下重垂线所指的位置O。 （4）放球找点，不放被撞小球，每次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F就是小球落点的平均位置。 （5）碰撞找点，把被撞小球放在斜槽末端，每次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和被撞小球落点的平均位置N，如图所示。 （6）验证：连接N，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。最后代入m1·OP。 （7）结束：整理好实验器材放回原处。 2．数据处理： 验证的表达式：m1·OP=m1·OM+m2·ON （二）方案二：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 本案例中，我们利用气垫导轨来减小摩擦力，利用光电计时器测量滑块碰撞前后的速度。实验装置如图所示，可以通过在滑块上添加已知质量的物块来改变碰撞物体的质量。 3 / 11
大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》
实验八 用气垫导轨验证动量守恒定律 [实验目的] 1．观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象。 2．验证碰撞过程中动量守恒和机械能守恒定律。 [实验仪器] 气垫导轨全套，MUJ-5C/5B 计时计数测速仪，物理天平。 [实验原理] 设两滑块的质量分别为m 1和m 2，碰撞前的速度为10v 和20v ，相碰后的速度为1v 和2v 。根据动量守恒定律，有 2211202101v m v m v m v m +=+ （1） 测出两滑块的质量和碰撞前后的速度，就可验证碰撞过程中动量是否守恒。其中10v 和20v 是在两个光电门处的瞬时速度，即x /t ， t 越小此瞬时速度越准确。在实验里我们以挡 光片的宽度为x ，挡光片通过光电门的时间为t ，即有220110/,/t x v t x v ??=??=。 实验分两种情况进行： 1． 弹性碰撞 两滑块的相碰端装有缓冲弹簧，它们的碰撞可以看成是弹性碰撞。在碰撞过程中除了动量守恒外，它们的动能完全没有损失，也遵守机械能守恒定律，有 2 2 2211220221012 1212121v m v m v m v m +=+ （2） （1）若两个滑块质量相等，m 1=m 2=m ，且令m 2碰撞前静止，即20v =0。则由（1）、 （2）得到 1v =0， 2v =10v 即两个滑块将彼此交换速度。 （2）若两个滑块质量不相等，21m m ≠，仍令20v =0，则有 2211101v m v m v m += 及 22221121012 12121v m v m v m += 可得
1021211v m m m m v +-= ， 102 11 22v m m m v += 当m 1m 2时，两滑块相碰后，二者沿相同的速度方向（与10v 相同）运动；当m 1 m 2 时，二者相碰后运动的速度方向相反，m 1将反向，速度应为负值。 2． 完全非弹性碰撞 将两滑块上的缓冲弹簧取去。在滑块的相碰端装上尼龙扣。相碰后尼龙扣将两滑块扣在一起，具有同一运动速度，即 v v v ==21 仍令020=v 则有 v )m m (v m 21101+= 所以 102 11 v m m m v += 当m 2=m 1时，102 1 v v = 。即两滑块扣在一起后，质量增加一倍，速度为原来的一半。 [实验内容] 1.安装好光电门，光电门指针之间的距离约为50cm 。导轨通气后，调节导轨水平，使滑块作匀速直线运动。计数器处于正常工作状态，设定挡光片宽度为厘米，功能设定在“碰撞”位置。调节天平，称出两滑块的质量m 1和m 2。 2.完全非弹性碰撞 （1）在两滑块的相碰端安置有尼龙扣，碰撞后两滑块粘在一起运动，因动量守恒，即 v m m v m )(21101+= (2) 在碰撞前，将一个滑块（例如质量为m 2）放在两光电门中间，使它静止（020=v ），将另一个滑块（例如质量为m 1）放在导轨的一端，轻轻将它推向m 2滑块，记录10v 。 (3) 两滑块相碰后，它们粘在一起以速度v 向前运动，记录挡光片通过光电门的速度v 。 (4) 按上述步骤重复数次，计算碰撞前后的动量，验证是否守恒。 可考察当m 1=m 2的情况，重复进行。 3.弹性碰撞 在两滑块的相碰端有缓冲弹簧，当滑块相碰时，由于缓冲弹簧发生弹性形变后恢复原状，在碰撞前后，系统的机械能近似保持不变。仍设020=v ，则有 2211101v m v m v m +=
验证动量守恒定律练习题(附答案)
（1）若已得到打点纸带如图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上， A 点是运动起 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"DE ”）. A B C D E = U ------ r J-f * ... 小 1 8,40c m 1 2 10.50cm 1 9.08cm 1 6.95cm r } （2）已测得小车 A 的质量 m 仁0. 40kg ，小车B 的质量 m2=0 . 20kg ，由以上测量结 果可得：碰前 mAv++mBv= ____________________ k g ?m /s ；碰后 mAvA ,+mBvB= ___________ k g ?m /s .并 比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等 2.某同学用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。实验 时先使a 球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下， 落到位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 球仍从同一位置由静止开始滚下， 记录纸上的垂直投影 点。b 球落点痕迹如图所示，其中米尺水平放置。 I | I r 11 | H 111 30 (cm) 1 碰撞后b 球的水平射程应取为 ________ cm. 2 在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： ____________ （填选项 号） A. 水平槽上未放b 球时，测量a 球落点位置到O 点的距离 B. 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 球的直径 D. 测量a 球和b 球的质量（或两球质量之比） E. 测量地面相对于水平槽面的高度 3）设入射球a 、被碰球b 的质量分别为m 1、m 2,半径分别为门、r 2，为了减 小实验误差，下列说法正确的是（ ） 验证动量守恒定律 1.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方的小车 B 相碰并粘合成 一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示?在小车 A 后连着纸带，电磁打点计 时器电源频率为50Hz ,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
验证动量守恒定律
验证动量守恒定律 一、目的：验证两小球碰撞中的动量守恒 二、器材 斜槽，两个大小相同而质量不等的小球，天平，刻度尺、重锤线、白纸、复写纸、圆规、游标卡尺 三、原理 大小相同，质量为m1和m2的两个小球相碰，若碰前m1运动，m2静止，根据系统动量守恒定律有：m1v1=m1v1′+m2v2′。 因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，则小球的水平飞行距离跟做平抛运动的初速度成正比。所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入公式就可以验证动量守恒定律。 由于v1、v1′、v2′均为水平方向，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间也相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在图中分别用OP、OM和O′N表示。因此只需验证：m1OP=m1OM+m2(ON-2r）即可。 四、步骤
1．在桌边固定斜槽（如图实8-1），使它的末端切线水平，并在它的末端挂上重锤线。在桌边的地板上铺上记录纸来记录小球的落地点，在纸上记下重锤线所指位置O点。 2．用天平测出入射球质量m1和被碰球质量m2。 3．用游标卡尺测出两球直径d（两球直径应相等），在纸上标出O′点，OO′=d。 4．不放被碰球m2，让m1从斜槽顶点A自由滚下，重复若干次记下落地点平均位置P。 5．把被碰球m2放在斜槽末端支柱上（如图实8-2），使两球处于同一高度，让m1从A点自由滚下与m2相碰，重复若干次，分别记下m1、m2落地点的平均位置M、N。 6．用刻度尺分别测出OP，OM，O′N，验证：是否成立。 五、数据记录及处理（略） 六、注意事项 1．入射球质量m1应大于被碰球质量m2。 2．两球发生正碰，碰后均做平抛运动，这要求通过调整支柱使两球等高。 3．入射球每一次都从同一高度无初速度释放。 4．在实验中，至少重复10次，用尽可能小的圆把各小球的落点分别圈在里面，以确定小球落点的平均位置，其目的是为了减小实验误差。思考与注意： （1）小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系?为什么? ma> mb，保证碰后两球都向前方运动； （2）放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同时落地,对
验证动量守恒定律的教学设计
《验证动量守恒定律》的教学设计 北京十二中物理组郝文玲 动量守恒定律是物理学的重要内容之一，动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体，而且适用于接近光速运动的微观粒子。在自然界中，大到天体的相互作用，小到基本粒子间的作用，都遵守动量守恒定律，它是宏观世界和微观世界都遵守的共同规律，应用非常广泛．因而是物理教学的重点内容。在现行的高中物理教材中，《验证动量守恒定律》是学生实验的内容，但是这个实验的传统做法由于仪器、动量守恒条件的要求等方面的问题，实验效果很不理想，因此，实际教学中对这一实验的处理多是“以讲代做”。这个问题也是目前学生实验中存在的普遍问题。 我校在本学期购置了新课程中所要求的气垫导轨、力学传感器及计算机实时采集和处理实验数据等器材，这套实验仪器的数量及精密程度在北京市名列前茅。利用这些仪器可以很好的实现动量守恒条件、并可采用多种方法较准确的采集实验数据，从而分析实验结果得出物理规律。为了解决传统实验操作困难、数据不准确、实验结论与物理规律相去甚远等问题，更为了使学生通过学习并使用传感器等现代测量工具进行自主、合作的研究行学习，我想对《验证动量守恒定律》这一学生实验进行新的教学设计。 受传统学科教学目的、内容、时间和教学方式的影响，特别是在教师处于繁重的工作压力和教学资源相对短缺的现实条件下，在教学中普遍实施多元智能教学是有困难的。因此，以研究性学习为切入点实施多元智能教学，可以改变传统的单一的、灌输式、填鸭式的教学，开发学生的多种智能，给予每一个学生主体性发挥的广阔空间，并可帮助学生发现其智能的特点和业余爱好，促进其发展。动量守恒定律这部分内容属于选修内容，但我校高一实验班的学生目前已学习了这部分内容，据此，高一实验班《验证动量守恒定律》的教学设计如下：第一阶段：布置课题---《利用实验验证动量守恒定律》，使学生明确，验证性实验是科学研究中的重要步骤，一个理论的建立常常是经过“现象→假想→验证→理论”。在明确研究目标后，学生可根据
1.4 实验：验证动量守恒定律
1.4 实验：验证动量守恒定律 一、实验目的 1．掌握动量守恒定律适用范围。2．会用实验验证动量守恒定律。 二、实验原理 1.碰撞中的特殊情况——一维碰撞 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动． 2.两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，虽然物体还受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力等外力的作用，但是这些力与系统内两物体的相互作用力相比很小，在可以忽略这些外力的情况下，使系统所受外力的矢量和近似为0，因此，碰撞满足动量守恒定律的条件。 3.物理量的测量 需要测量物体的质量，以及两个物体发生碰撞前后各自的速度。物体的质量可用天平直接测量。速度的测量可以有不同的方式，根据所选择的具体实验方案来确定。 三、实验方案设计 方案一：用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞，实验装置如图所示： (1)质量的测量：用天平测量质量． (2)速度的测量：利用公式v ＝Δx Δt ，式中Δx 为滑块(挡光片)的宽度，Δt 为计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门时对应的时间． (3)利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量． (4)碰撞的实现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥． 实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧、细线、弹性 碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等． 实验过程： （1）测质量：用天平测出小车的质量m 1、m 2。 （2）安装：正确安装好光电计时器和滑轨。 （3）实验：接通电源，让质量小的小车在两个光电门之间，给质量大的小车一个初速度去碰撞质量小的小车，利用配套的光电计时器测出两个小车各种情况下碰撞前后的速度v 1、v 1′、v 2′。 本实验可以研究以下几种情况。 a.选取两个质量不同的滑块，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。 b.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。 如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连成一体。 c.原来连在一起的两个物体，由于相互之间具有排斥的力而分开，这也可视为一种碰撞。这种情况可以通 过下面的方式实现:在两个滑块间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定。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。
实验：验证动量守恒定律 经典教案
实验：验证动量守恒定律 一、实验目的 验证碰撞中的动量守恒． 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 ′，算出碰撞前的动量p ＝m 1v 1＋m 2v 2及碰撞后的动量p ′＝m 1v 1′＋m 2v 2′，看碰撞前后动量是否相等． 三、实验器材 方案一 利用气垫导轨完成一维碰撞实验 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． 方案二 在光滑长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验 光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥． 方案三 利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验 斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板． 四、实验步骤 方案一 利用气垫导轨完成一维碰撞实验 1．测质量：用天平测出滑块质量． 2．安装：正确安装好气垫导轨，如图所示． 3．实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向)． 4．验证：一维碰撞中的动量守恒． 方案二 在光滑长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验 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，如图所示． 3．实验：接通电源，让小车A 运动，小车B 静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动． 4．测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v ＝Δx Δt 算出速度． 5．改变条件：改变碰撞条件，重复实验． 6．验证：一维碰撞中的动量守恒．
实验,验证动量守恒定律
高中物理实验 验证动量守恒定律 实验练习题 1. 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m 端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图，并j测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算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“DE”）。已测得小l车A的质量m1=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 2.某同学用图1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由静止开始滚下，落到位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由静止开始滚下，记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示，其中米 尺水平放置。且平行于G.R.Or所在的平面，米尺的零点与O 点对齐。 （1）碰撞后B球的水平射程应取为______cm. （2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： _________（填选项号） A. 水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的 B. 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a或B球的直径 D. 测量A球和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 3. 用如图所示的装置验证动量守恒，图中A、B两球的直径均为d，质量分别是为m1和m2. ①实验中所必需的测量工具是_______________ ②A球为入射球，B球为被碰球，两球质量的关系是m1___m2。 ③根据题中给出的数据和图中点间距离，动量守恒要验证的关系 式是______________。
动量守恒定律的应用说课稿
高中一年级物理新教材按知识的逻辑性重新把高三年的一些内容放到起始年段来讲述，当然在难度、深度方面有所不同，讲述的方式方法也有巧妙的安排，如该回避的尽量不予提及、该简化的毫不保留、大胆下放一些内容作为选修教材等等，故把握好高一物理教材的度至关重要，下以一节“动量守恒定律的应用”的教学法为例，加以阐述，以食读者。 一、教材地位： 1、本课是新教材高中物理第一册（试验修订本?必修）第七章第四节；主要内容是讲授“动量守恒律”在碰撞、爆炸等内力> 外力这类题型中的应用。 2、地位：“动量守恒律”是大自然界物体间相互作用的普适基本规律之一。它反映了系统相互作用对时间的累积（F?t）总和为零的这么一个定律，近代研究表明守恒律来源于对称性；考虑教材编排的系统性，书上从牛顿运动定律中导出动量守恒，然而其适用范围却比牛顿运动定律广泛得多----不论是变力还是恒力、不论是哪个参照系、不论是高速或低速，宏观或微观系统等都可以使用；且在解决问题过程中无需虑及中间细节，只需注意始、末态，具有简捷方便的独特优势，为处理力学（含后续学习的电力、磁力）问题辟开了一新的思维方法。本课是“教纲”里要求学生熟练掌握、高考重点考查的知识点，故应教好本课。 3、编排：《动量守恒定律的应用》是继学生学习了“动量、动量定理、动量守恒定律”之后，通过应用守恒定律解决碰撞等实际问题达到掌握该定律的一节习题课-----旨在加深对动量及守恒条件的理解、进而熟练地应用守恒定律列式求解相关定量问题。 4、依据教纲对本节的“B”级要求、教材的编排，本节教学目标可定为： 〈1〉知识目标：学生要会用动量守恒律处理一维碰撞、爆炸等两物 体相互作用的问题：即 会确定系统、分析相互作用过程（初、中、末态）物体的受力，从而判定系统动量为什么守恒； 根据动量守恒律的矢量性、同时性（“一边一时”），正确写出已知条件、守恒方程、求得未知量； 知道守恒律解题优点所在。书P127 〈2〉能力目标：提高解题能力即读题、析题、图景想象等能力，掌握解题步骤、解题表述等科学思维习惯及方法。 〈3〉德育目标：培养理论联系实际的辨证唯物主义实践观。
大学物理实验教案-验证动量守恒定律
实验名称： 验证动量守恒定律 实验目的： 1．观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象。 2．验证碰撞过程中动量守恒和机械能守恒定律。 实验仪器： 气垫导轨（L-QG-T-1500/5.8） 滑块 电脑通用计数器（MUJ-ⅡB ） 电子天平 游标卡尺 气源 尼龙粘胶带 实验原理： 当两滑块在水平的导轨上沿直线作对心碰撞时，若略去滑块运动过程中受到的粘滞性阻力和空气阻力，则两滑块在水平方向除受到碰撞时彼此相互作用的内力外，不受其它外力作用。故根据动量守恒定律，两滑块的总动量在碰撞前后保持不变。 设如图12-1所示，滑块1和2的质量分别为1m 和2m ，碰撞前二滑块的速度分别为10 v 和20v ，碰撞后的速度分别为1v 和2v ，则根据动量守恒定律有： 2211202101v m v m v m v m +=+ (12-1) 若写成标量形式为： 2211202101v m v m v m v m +=+ (12-2) 式中各速度均为代数值，各v 值的正负号决定于速度的方向与所选取的坐标轴方向是否一致，这一点要特别注意。 图12-1
牛顿曾提出“弹性恢复系数”的概念，其定义为碰撞后的相对速度与碰撞前的相对速度的比值。一般称为恢复系数，用e 表示，即： 20 101 2v v v v e --= (12-3) 当1=e 时为完全弹性碰撞，0=e 为完全非弹性碰撞，一般10<