高中物理 人教版选择性必修一第一章 4 实验：验证动量守恒定律
精析典题 提升能力
一、验证气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
1.本实验碰撞前、后速度大小的测量采用极限法，v＝ΔΔxt ＝Δdt，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.
第一章 动量守恒定律
学习目标
1.会根据器材和要求设计实验方案. 2.通过实验验证一维碰撞情况下系统的动量守恒.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
明确原理 提炼方法 精析典题 提升能力 随堂演练 逐点落实 课时对点练
明确原理 提炼方法
一、实验原理 在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速 度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′，若系统所受合外力 为零，则系统的动量守恒，则 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.
碰后B做平抛运动， 有 x＝vB′t，H＝12gt2. 所以 mBvB′＝mBx 2gH. 故要得到碰撞前后的动量，要测量的物理量有mA、mB、α、β、H、L、x.
随堂演练 逐点落实
1.(2020·宾阳中学期末)如图7所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导
轨和带有固定挡板的质量都是M的滑块A、B做“验证动量守恒定律”的实验：
解析 要使两球碰后都向右运动，A球质量应大于B球质量，即mA>mB.
(2)碰撞后B球的水平射程约为__6_4_.7_(_6_4_._2_～__6_5_.2_均__可__)_cm.
解析 将10个点圈在圆内的最小圆的圆心为平均落点，可由米尺测得 碰撞后B球的水平射程约为64.7 cm.
(3)下列选项中，属于本次实验必须测量的是__A__B_D___(填选项前的字母). A.水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点的距离 B.A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到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 E.测量G点相对于水平槽面的高度
(2)数据处理与实验结论： ①实验中气垫导轨的作用是： A._____________________；B.______________________. 答案 见解析
解析 A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差. B.保证两个滑块的碰撞是一维的.
②碰撞前滑块1的速度v1为__________ m/s；碰撞后滑块1的速度v2为 __________ m/s；碰撞后滑块2的速度v3为__________ m/s；(结果均保留 两位有效数字)
图4
图甲中O是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时 A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均 落点.若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP.米 尺的零点与O点对齐. (1)入射球A的质量mA和被碰球B的 质 量 mB 的 关 系 是 mA__>__mB( 选 填 “>”“<”或“＝”).
例2 某同学用图4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CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，调节实 验装置，使小球放在QR上时恰能保持静止，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，落到位于水平地面上的记录纸上，留 下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹.然后把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.
二、验证斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
本实验方案需要注意的事项 (1)入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1>m2). (2)入射小球半径等于被碰小球半径. (3)入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滚下. (4)斜槽末端的切线方向水平. (5)为了减小误差，需要找到不放被碰小球及放被碰小球时小球落点的平 均位置.为此，需要让入射小球从同一高度多次滚下，进行多次实验.
(3)碰撞情景的实现： ①不放被碰小球，让入射小球m1从 斜槽上某一位置由 静止 滚下，记录 平抛的水平位移s1. ②在斜槽水平末端放上被碰小球m2，让m1从斜槽 同一 位置由静止滚下， 记下两小球离开斜槽做平抛运动的水平位移s1′、s2′. ③验证 m1s1 与 m1s1′＋m2s2′在误差允许范围内是否相等.
解析 若动量守恒，需验证的关系式为mAvA＝mAvA′＋mBvB′， 将 vA＝OtP，vA′＝OtM，vB′＝OtN代入上式得 mA·OP＝mA·OM＋mB·ON.
总结提升
本题利用平抛运动规律，巧妙地提供了一种测量两球碰撞前后速度的 方法，由于平抛运动高度相同，下落时间相等，速度的测量可转换为 水平距离的测量.
例1 某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装
置如图3所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成.
(1)下面是实验的主要步骤：
①安装好Байду номын сангаас垫导轨，调节气垫导
轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
图3
③接通数字计时器；
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间；
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
二、实验方案设计
方案1：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 (1)质量的测量：用 天平 测量. (2)速度的测量：v＝Δx，式中的Δx为滑块上挡光板的 宽度 ， Δt 为数字
Δt 计时显示器显示的滑块上的挡光板经过光电门的时间.
(3)碰撞情景的实现：如图1所示，利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶 布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用在滑块上加重物的方法改 变碰撞物体的质量.
(3)用测得的物理量表示(vA为A球与B球刚要相碰前A球的速度，vA′为A 球与B球刚相碰后A球的速度，vB′为A球与B球刚相碰后B球的速度)： mAvA＝__m_A___2_g_L_1_－__c_o_s_α__ _； mAvA′＝_m__A__2_g_L__1_－__c_o_s_β___；
g mBvB′＝_m_B_x____2_H__.
解析 从同一高度做平抛运动，飞行的时间t相同，而水平方向为匀速 直线运动，故水平位移x＝vt，所以只要测出小球飞行的水平位移，就 可以用水平位移的测量值代替平抛初速度.故需测出未放B球时A球飞行 的水平距离OP和碰后A、B球飞行的水平距离OM和ON，及A、B两球的 质量，故A、B、D正确.
(4)若系统动量守恒，则应有关系式：_m_A_·_O_P_＝__m__A_·O__M_＋__m__B_·O__N__.
向夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写
纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上
记录了多个B球的落点，重力加速度为g.(悬线长远大于小
球半径)
图6
(1)图中x应是B球初始位置到___B_球__平__均__落__点___的水平距离. (2)为了验证动量守恒，应测得的物理量有__m__A_、__m_B_、__α_、__β_、__H_、__L_、__x___.
例4 利用如图6所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，质量为
mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H 的小支柱N上.O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直，且线
与竖直方向的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与
B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直方
(2)用问题(1)中测量的物理量得出子弹和摆锤一起运
动的初速度v＝___2_g_l_1_－__c_o_s_θ____.
图5
解析 子弹射入摆锤后，与摆锤一起从最低位置摆至最高位置的过程 中，机械能守恒.设在最低位置时，子弹和摆锤的共同速度为v， 则由机械能守恒定律可得12(m＋M)v2＝(m＋M)gl(1－cos θ)， 得 v＝ 2gl1－cos θ.
③碰撞前系统的总动量为m1v1＝________. 碰撞后系统的总动量为m1v2＋m2v3＝________. 由此可得实验结论：__________________________________.
答案 见解析
解析 系统碰撞之前m1v1＝0.15 kg·m/s， 系统碰撞之后m1v2＋m2v3＝0.15 kg·m/s. 通过实验结果，可得结论：在实验误差允许的范围内，两滑块相互作用 的过程，系统的动量守恒.
要得到子弹和摆锤一起运动的初速度v，还需要 测量的物理量有冲击摆的摆长l，摆锤摆动时摆 线的最大摆角θ.
(3)通过表达式__m_v_0_＝__(_m_＋__M__)v___，即可验 证子弹与摆锤作用过程中的不变量.(用已 知量和测量量的符号m、M、v、v0表示)
解析 射入摆锤前子弹速度为v0，不变量为mv0；子弹和摆锤一起运动 的瞬间速度为v，不变量为(m＋M)v，该过程中mv0＝(m＋M)v.
(4)器材：斜槽、两个大小相等而质量不等的小球、重垂线、白纸、复 写纸、刻度尺、天平、圆规.
三、实验步骤
不论哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下： (1)用天平测出相关质量. (2)安装实验装置. (3)使物体发生一维碰撞，测量或读出相关物理量，计算相关速度，填 入预先设计好的表格. (4)改变碰撞条件，重复实验. (5)通过对数据的分析处理，验证碰撞过程动量是否守恒. (6)整理器材，结束实验.
(1)质量的测量：用天平测量. (2)速度的测量：由于两小球下落的 高度相同，所以它们的飞行时间相 等.如果以小球的飞行时间为单位时 间，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度.只要测出 不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及碰撞后入射小 球与被碰小球在空中飞出的水平距离s1′和s2′，就可以表示出碰撞前 后小球的速度.
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2025版新教材高中物理第1章动量守恒定律4实验：验证动量守恒定律课件新人教版选择性必修第一册
解析：(1)实验过程中白纸必须始终放在复写纸的下面，不能调整位 置，故A错误；以最小的圆圈住小球的落地点，则该圆的圆心可视为小 球落点的平均位置，故B正确；为了防止小球m1弹回，两个小球的质量 需要满足m1大于m2，轨道表面不必光滑，故C错误；小球m1与m2发生碰 撞后，m1的落点是图中的M点，m2的落点是图中的P点，故D正确。
(1)关于实验操作，下列说法正确的是____B_D____。(填选项前的字母) A．实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置 B．以最小的圆圈住小球的落地点，则该圆的圆心可视为小球落点 的平均位置 C．两个小球的质量需要满足m1小于m2，且轨道表面必须光滑 D．小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的M点，m2的落点是 图中的P点
③记录下 m2 释放时右侧压力传感器初始读数 F0 和 m2 与 m1 碰撞后 左侧压力传感器最大示数 F1 和右侧压力传感器最大示数 F2
两侧弹簧的劲度系数都为 k，弹簧弹性势能的表达式为 Ep＝12kx2， 其中 k、x 分别为弹簧的劲度系数和形变量。
(1)在实验之前还需要进行的实验操作有( B ) A．测量弹簧的原长 B．在使用之前将压力传感器调零 C．测出初始时m1、m2到左右两侧压力传感器的距离 D．记录下m1、m2碰撞后到压缩左右两侧压力传感器到最大示数的 时间 (2) 为 使 m2 与 m1 碰 撞 后 反 弹 ， 需 保 证 m2___<___m1( 填 “>”“＝”“<”)。
F0 (3)m2碰前初速度为____k_m__2___(用题目所给字母表示)。
(4)实验要验证的动量守恒表达式为( D )
A.
F0 ＝ m2
F1 － m1
F2 m2
B.mF02＝mF11－mF22
(1)关于实验操作，下列说法正确的是____B_D____。(填选项前的字母) A．实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置 B．以最小的圆圈住小球的落地点，则该圆的圆心可视为小球落点 的平均位置 C．两个小球的质量需要满足m1小于m2，且轨道表面必须光滑 D．小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的M点，m2的落点是 图中的P点
③记录下 m2 释放时右侧压力传感器初始读数 F0 和 m2 与 m1 碰撞后 左侧压力传感器最大示数 F1 和右侧压力传感器最大示数 F2
两侧弹簧的劲度系数都为 k，弹簧弹性势能的表达式为 Ep＝12kx2， 其中 k、x 分别为弹簧的劲度系数和形变量。
(1)在实验之前还需要进行的实验操作有( B ) A．测量弹簧的原长 B．在使用之前将压力传感器调零 C．测出初始时m1、m2到左右两侧压力传感器的距离 D．记录下m1、m2碰撞后到压缩左右两侧压力传感器到最大示数的 时间 (2) 为 使 m2 与 m1 碰 撞 后 反 弹 ， 需 保 证 m2___<___m1( 填 “>”“＝”“<”)。
F0 (3)m2碰前初速度为____k_m__2___(用题目所给字母表示)。
(4)实验要验证的动量守恒表达式为( D )
A.
F0 ＝ m2
F1 － m1
F2 m2
B.mF02＝mF11－mF22
1.4实验：验证动量守恒定律—【新教材】人教版高中物理选择性必修第一册课件
选择性必修 第一册
第一章 动量动量守恒定律 1.4 实验：验证动量守恒定律
【学习目标】 1.知道验证动量守恒定律的实验方法有哪些. 2.知道验证过程中需要测量的物理量及其测量方法. 3.知道验证动量守恒定律实验的注意事项．
【知识梳理】
可以利用凹槽或气垫导轨限定运动在同一直线上进行，如课本“参考案例1、2的实验装置”． （4）滑块速度的测量方法
（1）测质量 量时，忘记粘橡皮泥，则所测系统碰撞前总动量与系统碰撞后总动量相比，将________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)．
在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有( ) 【实验方案四】利用圆周运动完成一维碰撞实验
【实验方案一】利用气垫导轨完成一维碰撞实验
（2）安装器材 知道验证动量守恒定律的实验方法有哪些.
光电计时器的挡光时间为Δt，则滑块通过该处的速度v ＝ d ． (如图） t
3．速度的测量． （2）若将一小球用长L的细线悬挂起来，并拉起一个与竖直 方向成θ的夹角，无初速释放后，小球到达最低处的速度v ＝ ．
2gL1 cos
（3）打点计时器打出 的纸带能记录运动物体在不同时刻的位移，若所打各点均 匀分布，可以判断物体做匀速直线运动，若知道打点计时器的频率和纸带上各相 邻点间的距离，便可求出物体运动的速度v
B．由静止释放小球，以便较准确计算小球碰前速度
将实验中测得的物理量填入如下表格．(m1＝________；
（3）实验操作 C．两小球必须都是弹性球，且质量相同
（4）滑块速度的测量方法
例1. 在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有( )
A．停表、天平、刻度尺 答案：C 在一维碰撞中,测出物体的质量m1、m2和碰撞前后物体的速率v、v',找出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p'=m1v1'+m2v2',看碰撞前后动量是否守恒。
第一章 动量动量守恒定律 1.4 实验：验证动量守恒定律
【学习目标】 1.知道验证动量守恒定律的实验方法有哪些. 2.知道验证过程中需要测量的物理量及其测量方法. 3.知道验证动量守恒定律实验的注意事项．
【知识梳理】
可以利用凹槽或气垫导轨限定运动在同一直线上进行，如课本“参考案例1、2的实验装置”． （4）滑块速度的测量方法
（1）测质量 量时，忘记粘橡皮泥，则所测系统碰撞前总动量与系统碰撞后总动量相比，将________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)．
在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有( ) 【实验方案四】利用圆周运动完成一维碰撞实验
【实验方案一】利用气垫导轨完成一维碰撞实验
（2）安装器材 知道验证动量守恒定律的实验方法有哪些.
光电计时器的挡光时间为Δt，则滑块通过该处的速度v ＝ d ． (如图） t
3．速度的测量． （2）若将一小球用长L的细线悬挂起来，并拉起一个与竖直 方向成θ的夹角，无初速释放后，小球到达最低处的速度v ＝ ．
2gL1 cos
（3）打点计时器打出 的纸带能记录运动物体在不同时刻的位移，若所打各点均 匀分布，可以判断物体做匀速直线运动，若知道打点计时器的频率和纸带上各相 邻点间的距离，便可求出物体运动的速度v
B．由静止释放小球，以便较准确计算小球碰前速度
将实验中测得的物理量填入如下表格．(m1＝________；
（3）实验操作 C．两小球必须都是弹性球，且质量相同
（4）滑块速度的测量方法
例1. 在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有( )
A．停表、天平、刻度尺 答案：C 在一维碰撞中,测出物体的质量m1、m2和碰撞前后物体的速率v、v',找出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p'=m1v1'+m2v2',看碰撞前后动量是否守恒。
新教材人教版高中物理选择性必修第一册 1-4实验：验证动量守恒定律 教学课件
，滑块A的质量m1，滑块B的质量m2。
第十二页，共二十四页。
（1）要验证碰撞中动量守恒，需要验证的表达式为_______（m1、m2、t1、t2、t3用表示）．
（2）要验证碰撞是弹性碰撞，需要验证的表达式为_______（t1、t2、t3用表示）．
（3）假设碰撞是弹性碰撞，为保证碰后A向左运动，则m1______m2（填“>”“<”或“=”）．
前后总动量守恒。
第八页，共二十四页。
2.实验方法
【实验器材】斜槽、铅垂线、质量不等的小球、白纸、复写纸、刻度尺、圆规、
三角板、天平等。
【实验步骤】(1)用天平测出两个小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。
(2)按照图所示,安装实验装置。调整固定斜槽,应使斜槽末端水平,即在水平槽上
放置小球,小球能够保持静止,说明槽口末端水平。
【答案】
m1
m m
1 2
t1
t2
t3
1 1 1
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和被碰小球的
落点的平均位置N。如图所示。
(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。
第十页，共二十四页。
【数据处理】
实验 入射小球的 被碰小球的
次数 质量m1/g 质量m2/g
1
2
OP
(cm)
OM
(cm)
ON
(cm)
和划伤,禁止在不通气的情况下将滑块在轨面上滑动。
(2)调整气垫导轨时要利用水平仪确保导轨水平。
第七页，共二十四页。
四、参考案例2：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
1.实验中物理量的测量
_新教材高中物理第一章动量守恒定律4实验：验证动量守恒定律课件新人教版选择性必修第一册
方案2：利用等长悬线悬挂等大小的小球实现一维碰撞． 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：可以测量小球被拉起的角度，根据机械能守恒定律 算出小球碰撞前对应的速度；测量碰撞后两小球分别摆起的对应角度， 根据机械能守恒定律算出碰撞后对应的两小球的速度． (3)不同碰撞情况的实现：用贴胶布的方法增大两小球碰撞时的能量 损失．
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实验原理与操作 精练1 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验， 气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、 光电门等组成．
(1)下面是实验的主要步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③接通光电计时器； ④把滑块2静止放在气垫导轨的中间； ⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧有固定弹簧的滑块2碰 撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被 制动；
七、注意事项 1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”． 2．方案提醒： (1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确 保导轨水平． (2)若利用摆球进行实验，两小球静止时球心应在同一水平线上，且 刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内． (3)若利用长木板进行实验，可在长木板的一端下垫一小木片用以平 衡摩擦力． 3．探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变．
变式1 (2021届辽宁六校联考)如图为验证动量守恒定律的实验装 置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实
验： ①用天平测出两个小球的质量分别为m1和
m2； ②安装实验装置，将斜槽AB固定在桌边，
高中物理选择性必修第一册第一章动量守恒定律 第4节 实验：验证动量守恒定律
高中物理选择性必修第一册第一章动量守恒定律1.4 实验：验证动量守恒定律1．在“验证动量守恒定律”的实验中。
实验装置及实验中小球运动轨迹及平均落点的情况如图所示，回答下列问题：(1)本实验需要测量的物理量是______（填选项前的字母）。
A．小球的质量m a、m bB．小球离开斜槽后飞行的时间t a、t bC．小球离开斜槽后飞行的水平射程x A、x B、x CD．槽口到水平地面的竖直高度H(2)实验中重复多次让小球a从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的是________。
(3)放置被碰小球b前后，小球a的落点位置为分别为图中的_______和______。
2．某实验小组在“实验：探究碰撞中的不变量”的实验中，采用如图所示装置通过半径相同的A．B两球的碰撞来进行探究。
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末端的地方，让A球仍从位置G自静止开始滚下，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。
图中的O点是水平槽末端R在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，且平行于G．R．O所在平面，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？________________（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球或B球的质量（或两球质量之比）E．测量G点相对水平槽面的高度3．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．A、小球开始释放高度hB、小球抛出点距地面的高度HC、小球做平抛运动的射程(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复．（小球质量关系满足m1> m2）接下来要完成的必要步骤是__________．(填选项前的符号)A、用天平测量两个小球的质量m1、m2B、测量小球m1开始释放高度hC、测量抛出点距地面的高度HD、分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE、测量平抛射程OM、ON(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________________[用(2)中测量的量表示]．4．在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙两种装置：（1）若入射小球质量为1m ，半径为1r ；被碰小球质量为2m ，半径为2r ，则要求______A .12m m > 12r r >B .12m m > 12r r <C .12m m > 12r r =D .12m m < 12r r =（2）设入射小球的质量为1m ，被碰小球的质量为2m ，则在用甲装置实验时，验证动量守恒定律的公式为______(用装置图中的字母表示)（3）若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必须有的是______A .毫米刻度尺.B 游标卡尺.C 天平.D 弹簧秤.E 秒表（4）在实验装置乙中，若小球和斜槽轨道非常光滑，则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒。
人教版高二物理选择性必修第一册第一章第4节实验：验证动量守恒定律
参考案例2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
1.实验器材 铁架台、斜槽、大小相同质量不同的小球两个、重垂线 一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。
2.实验步骤
天平称1量）出滑用块质天量m平1，测m2 出两小球的质量，并选定质量大的小球为入
气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两个(带挡光片)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。
小偶然误差的影响。 ①原来连在一起的物体由于有相互斥力而分开，这也是一种碰撞，如图甲，烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向
运动。 2）气垫导轨是一种精度较高的现代化教学仪器。
(3)测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测
球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置。
若速度方向与规定的正方向相同，则速度取正值，若速度方向与规定方向相反，则取负值。
(2)安装光电门，使两个光电门之间的距离约为50cm。 小偶然误差的影响。
8第）一整章理好动上实量验守记器恒材定下并律放斜回原槽处。末端重垂线所指的位置O。
(5)改变滑块质量，重复步骤(4)。 3）白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好。
4）不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自 ①原来连在一起的物体由于有相互斥力而分开，这也是一种碰撞，如图甲，烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向
测出碰前m1的速度v1和碰后m1的速度v1´和m2的速度v2´
m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。
量和读数，同时增加测量次数，取平均值，尽量减 自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。
铁架台、斜槽、大小相同质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。 检验：碰撞前后总动量是否守恒，即
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 课件(35张)
（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）
2、如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即 研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）为保证实验成功,两球的质量关系必须满足 ________ (选填“大于”“等于”或“小于”)；
3、实验操作：接通电源、用配套的数字计时器测出两滑块 各种情况下碰撞前后的速度。 情况1：改变滑块的质量。 情况2：改变滑块初速度的大小和方向。 情况3：在两滑块上安装撞针和橡皮泥。 情况4：在两滑块间放置压缩的弹簧，并用细线系住两小车。
【典例二】
• 2、气垫导轨（如图甲）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在
3、斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在水平轨 道上任何位置，看其能否都保持静止状态。
4、入射球的质量应大于被碰球的质量。 5、入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止滚下， 方法是在斜槽上的适当高度处固定一挡板，小球靠近挡板 后释放小球。
【典例一】
对于验证动量守恒实验，是否还有其他方法？ 利用其它实验器材，再次设计实验方案，验证动量守 恒定律。
示意图如图所示：
实验目的：验证两个物体在碰撞前后动量守恒。
【思考】
设计实验方案，进行实验：
实验思路：两个物体在发生碰撞时，作用时间很短， 相互作用力很大，如果把这两个物体看作一个系统，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。
培养学生正确的价值观和人生观，明白只有勤奋努 力才可能有丰硕的收获
高中人教物理选择性必修一第1章第4节实验：验证动量守恒定律课件
A
C
拓展提高
B
(4)在本实验中，验证动量守恒的式子是下列选项中的________．
A．ma·OC＝ma·OA＋mb·OB
B．ma·OB＝ma·OA＋mb·OC
C．ma·OA＝ma·OB＋mb·OC
拓展提高
【解析】：(1)小球离开轨道后应做平抛运动，所以在安装实验器材时斜槽的末
端必须保持水平，才能使小球做平抛运动．
a
a
b=0
a = 0
b
b
A
碰撞前
a
b
a b
B
B
B
A
碰撞后
A
拓展提高
1、如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道
水平部分碰撞前后的动量关系．
(1)实验中，直接测量小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量
C
______(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．
Δ2
2
1
2 1
2
− 2(mA +mB )v 代入可得:ΔE= 2 Δ 2 +
1
1
新知讲解
一、实验装置
m1
两个小球
m2
斜槽（末端水平）
O
天平、刻度尺、重垂线
复写纸
白纸
M P
N
新知讲解
二、实验原理
测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。
本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。
65.0
cm。
课堂练习
(2)(多选)在以下四个选项中，本次实验必须进行的测量是(
A. 水平槽上未放 B 球时，A 球落点位置到 O 点的距离
C
拓展提高
B
(4)在本实验中，验证动量守恒的式子是下列选项中的________．
A．ma·OC＝ma·OA＋mb·OB
B．ma·OB＝ma·OA＋mb·OC
C．ma·OA＝ma·OB＋mb·OC
拓展提高
【解析】：(1)小球离开轨道后应做平抛运动，所以在安装实验器材时斜槽的末
端必须保持水平，才能使小球做平抛运动．
a
a
b=0
a = 0
b
b
A
碰撞前
a
b
a b
B
B
B
A
碰撞后
A
拓展提高
1、如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道
水平部分碰撞前后的动量关系．
(1)实验中，直接测量小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量
C
______(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．
Δ2
2
1
2 1
2
− 2(mA +mB )v 代入可得:ΔE= 2 Δ 2 +
1
1
新知讲解
一、实验装置
m1
两个小球
m2
斜槽（末端水平）
O
天平、刻度尺、重垂线
复写纸
白纸
M P
N
新知讲解
二、实验原理
测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。
本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。
65.0
cm。
课堂练习
(2)(多选)在以下四个选项中，本次实验必须进行的测量是(
A. 水平槽上未放 B 球时，A 球落点位置到 O 点的距离
人教版高一物理选择性必修一第一章第4节实验验证动量守恒定律课件
两结果不完全相等的主要原因是什么？
纸带与打点计时器的限位孔及小车与木板间有摩擦。
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
教学随堂分练析习
Teaching Analysis
教学教学分内析容
Teaching Analysis
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
教学教学分内析容
Teaching Analysis
碰撞 前质
m1=4kg
m2=2kg
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
教学随堂分练析习
Teaching Analysis
3，下列关于打点计时器或光电门的测速说法不正确的是( A．打点计时器使用的电源是直流电源 B．打点计时器两计时点之间的时间间隔等于电源的周期 C．光电门的挡光板越窄越好 D．使用打点计时器时，要先接通电源，再松开纸带
教学教学分内析容
Teaching Analysis
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
教学教学分内析容
Teaching Analysis
教学教学分内析容
Teaching Analysis
实验原理： 两物体（m1、m2）在水
纸带与打点计时器的限位孔及小车与木板间有摩擦。
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
教学随堂分练析习
Teaching Analysis
教学教学分内析容
Teaching Analysis
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
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碰撞 前质
m1=4kg
m2=2kg
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教学随堂分练析习
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3，下列关于打点计时器或光电门的测速说法不正确的是( A．打点计时器使用的电源是直流电源 B．打点计时器两计时点之间的时间间隔等于电源的周期 C．光电门的挡光板越窄越好 D．使用打点计时器时，要先接通电源，再松开纸带
教学教学分内析容
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研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
人教版（2019）高一物理选择性必修 一第一 章第4节 实验 验证动量守恒定律 课件
教学教学分内析容
Teaching Analysis
教学教学分内析容
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实验原理： 两物体（m1、m2）在水
新教材高中物理第一章动量守恒定律第4节实验：验证动量守恒定律课件新人教版选择性必修第一册
4.实验：验证动量守恒定律
1．验证沿同一直线运动的两物体碰撞过程中的动量守恒。2.掌握处理 数据的方法。
课两物体碰撞过程中，测出物体的质量(m1，m2)和碰 撞前后物体的速度(v1，v1′，v2，v2′)，计算出碰撞前的总动量 p＝m1v1 ＋m2v2 及碰撞后的总动量 p′＝m1v1′＋m2v2′，并检验碰撞前后总动量是 否守恒。 二、实验器材 铁架台、斜槽、大小相同质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复 写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。
课堂任务 误差分析·实验创新
1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即碰撞前后两物体的 速度是否沿同一条直线，实验是否满足动量守恒的条件。如斜槽末端切线方 向是否水平，两碰撞球是否等大。
2．偶然误差：主要来源于质量 m 的测量、小球落点的确定和长度的测 量。
3．改进措施 (1)设计方案时应保证碰撞前后两物体的速度是否沿同一条直线，且尽量 满足动量守恒的条件。 (2)采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差。
三、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)按要求安装好实验装置，并调整斜槽使斜槽末端切线水平。 (3)白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好。在白纸上记下斜槽末端 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。
方案三：利用小车和打点计时器验证碰撞中的动量守恒 (1)实验器材：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、已知质量 的物块若干、天平、撞针、橡皮泥。
(2)实验步骤 ①测质量：用天平测出两小车的质量 m1、m2。 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 器的限位孔连在小车 A 的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。 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，使两小车连接在一起共同运动。 ④测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由 v＝ΔΔxt 算出速度。 ⑤改变条件：改变小车的质量或碰撞前的速度，重复实验。 ⑥验证：用所测数据验证碰撞中的动量守恒。
1．验证沿同一直线运动的两物体碰撞过程中的动量守恒。2.掌握处理 数据的方法。
课两物体碰撞过程中，测出物体的质量(m1，m2)和碰 撞前后物体的速度(v1，v1′，v2，v2′)，计算出碰撞前的总动量 p＝m1v1 ＋m2v2 及碰撞后的总动量 p′＝m1v1′＋m2v2′，并检验碰撞前后总动量是 否守恒。 二、实验器材 铁架台、斜槽、大小相同质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复 写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。
课堂任务 误差分析·实验创新
1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即碰撞前后两物体的 速度是否沿同一条直线，实验是否满足动量守恒的条件。如斜槽末端切线方 向是否水平，两碰撞球是否等大。
2．偶然误差：主要来源于质量 m 的测量、小球落点的确定和长度的测 量。
3．改进措施 (1)设计方案时应保证碰撞前后两物体的速度是否沿同一条直线，且尽量 满足动量守恒的条件。 (2)采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差。
三、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)按要求安装好实验装置，并调整斜槽使斜槽末端切线水平。 (3)白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好。在白纸上记下斜槽末端 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。
方案三：利用小车和打点计时器验证碰撞中的动量守恒 (1)实验器材：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、已知质量 的物块若干、天平、撞针、橡皮泥。
(2)实验步骤 ①测质量：用天平测出两小车的质量 m1、m2。 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 器的限位孔连在小车 A 的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。 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，使两小车连接在一起共同运动。 ④测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由 v＝ΔΔxt 算出速度。 ⑤改变条件：改变小车的质量或碰撞前的速度，重复实验。 ⑥验证：用所测数据验证碰撞中的动量守恒。