实验：探究碰撞中的守恒量
动量的守恒与碰撞实验
动量的守恒与碰撞实验动量是描述物体运动状态的重要物理量，而动量的守恒是指在孤立系统中，总动量在碰撞前后保持不变。
碰撞实验是研究动量守恒的典型实验之一，通过观察碰撞前后物体的运动状态变化，可以验证动量守恒定律的成立。
一、实验介绍在进行碰撞实验之前，我们需要准备以下实验装置和材料：1. 钢球2. 弹簧垫片3. 实验台4. 倾斜导轨5. 计时器6. 电子天平7. 铅垂直距离测量装置二、实验步骤1. 首先，将实验台放在水平平稳的地面上，并固定好倾斜导轨。
2. 在导轨的顶端放置一只钢球，使其静止。
3. 测量重力的垂直分力作用点距离地面的高度，并记录下来。
4. 根据所选实验条件，选择两个不同的钢球对进行碰撞实验，并将其质量分别称量，并记录下来。
5. 将一个钢球放在导轨的底部，用弹簧垫片使其微微抬起，待钢球克服弹簧力时，将弹簧垫片拔掉，使钢球做自由下落。
6. 通过计时器记录钢球自由下落的时间，并计算出其下落的高度。
7. 将另一个钢球放在导轨的顶部，使其静止。
8. 通过计时器记录第一个钢球下落到导轨底部的时间，并记录下来。
9. 计算出第一个钢球的动量。
10. 提示同学准备好观察和记录碰撞以及碰撞后钢球的运动状态。
三、实验结果进行上述实验步骤后，我们可以得到以下实验结果：1. 钢球的质量（m1、m2）2. 钢球自由下落的时间（t）3. 钢球自由下落的高度（h）4. 第一个钢球下落到导轨底部的时间（t'）四、实验讨论1. 根据实验结果，我们可以计算出第一个钢球的动量，即m1v1，其中v1为第一个钢球在下落时的速度。
2. 在碰撞实验中，观察和记录第一个钢球和第二个钢球在碰撞前后的运动状态。
3. 根据碰撞前后的运动状态变化，可以验证动量守恒定律的成立。
4. 分析实验结果，讨论动量守恒定律在碰撞实验中的应用和意义。
五、实验总结通过本次碰撞实验，我们加深了对动量守恒定律的理解，并应用实验方法验证了它的成立。
碰撞实验是研究动量守恒的重要手段之一，通过观察和记录物体在碰撞前后的运动状态变化，可以进一步认识和探索物体之间相互作用的规律性。
研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒示例文章篇一：《神奇的气垫导轨实验——探究滑块碰撞时的动量守恒》嘿，小伙伴们！你们知道吗？最近我们在科学课上做了一个超级酷的实验——研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒。
这可把我和同学们兴奋坏啦！一进实验室，那一排排整齐的气垫导轨就像等待检阅的士兵，可威风啦！老师先给我们讲解了实验的原理和步骤，我的眼睛紧紧盯着老师，耳朵竖得像天线，生怕错过任何一个关键的地方。
实验开始啦！我和同桌一组，我们小心翼翼地把滑块放在气垫导轨上，就好像在照顾刚出生的小宝宝一样。
“哎呀，你轻点儿！”同桌着急地喊道。
“我已经很小心啦！”我也不甘示弱地回应。
我们调整好滑块的初始速度，然后紧张地等待着它们碰撞的那一刻。
“砰！”两个滑块撞在了一起，那声音就像过年时放的鞭炮，吓得我心里“咯噔”一下。
“这到底守不守恒啊？”我心里直犯嘀咕。
旁边小组的同学也在热火朝天地进行着实验，时不时传来一阵欢呼声或者懊恼声。
“快看，我们成功啦！”“哎呀，怎么又不对啦！”整个实验室充满了紧张和兴奋的气氛。
我们一次又一次地调整着实验参数，失败了就互相鼓励，成功了就开心得手舞足蹈。
这感觉就像是在大海里航行，有时候遇到风浪，有时候又能看到美丽的彩虹。
经过无数次的尝试，我们终于得到了理想的数据。
看着那些密密麻麻的数字，就好像是解开了一道超级难的数学题，心里别提多有成就感啦！这时候，我不禁想到，我们的生活不也像这滑块碰撞一样吗？有时候会遇到挫折和困难，就像滑块碰撞时的能量损失，但只要我们坚持不懈，不断调整自己的方向和速度，最终还是能实现我们心中的“动量守恒”，达到我们想要的目标呀！小伙伴们，你们说是不是这个理儿？这次实验让我深深地感受到了科学的魅力和探索的乐趣，我以后一定要更加努力地学习科学知识，去探索更多未知的奥秘！示例文章篇二：《气垫导轨上的神奇碰撞》嘿，同学们！你们知道吗？最近我们在科学课上做了一个超级有趣的实验——研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒。
实验：验证动量守恒定律
实验：验证动量守恒定律 Revised by BETTY on December 25,2020实验七验证动量守恒定律1.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＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否相等.2.实验器材斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线.3.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)按照如图1甲所示安装实验装置.调整、固定斜槽使斜槽底端水平.图1(3)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)不放被撞小球，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小球所有的落点都圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置. (5)把被撞小球放在斜槽末端，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和被撞小球落点的平均位置N.如图乙所示.(6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中.最后代入m1·OP ＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立.(7)整理好实验器材，放回原处.(8)实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒.1.数据处理验证表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON2.注意事项(1)斜槽末端的切线必须水平；(2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；(3)选质量较大的小球作为入射小球；(4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变.命题点一教材原型实验例1如图2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.图2(1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅测量(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，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，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静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复.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)经测定，m1＝ g，m2＝ g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示.碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶ .实验结果说明，碰撞前后总动量的比值p1p 1′＋p2′＝ .图3(4)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用(3)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为 cm.答案(1)C (2)ADE (3)14 (4)解析(1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v＝xt.而由H＝12gt2知，每次竖直高度相等，所以平抛时间相等，即m1OPt＝m1OMt＋m2ONt，则可得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.故只需测射程，因而选C.(2)由表达式知：在OP已知时，需测量m1、m2、OM和ON，故必要步骤有A、D、E.(3)p 1＝m 1·OP t ，p 1′＝m 1·OM t联立可得p 1∶p 1′＝OP ∶OM ＝∶＝14∶11，p 2′＝m 2·ONt则p 1′∶p 2′＝(m 1·OM t )∶(m 2·ONt)＝11∶ 故p 1p 1′＋p 2′＝m 1·OPm 1·OM ＋m 2·ON≈(4)其他条件不变，使ON 最大，则m 1、m 2发生弹性碰撞，则其动量和能量均守恒，可得v 2＝2m 1v 0m 1＋m 2而v 2＝ON t ，v 0＝OP t故ON ＝2m 1m 1＋m 2·OP ＝错误!× cm≈ cm.变式1 在“验证动量守恒定律”的实验中，已有的实验器材有：斜槽轨道、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、圆规.实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图4所示.图4试根据实验要求完成下列填空： (1)实验前，轨道的调节应注意 .(2)实验中重复多次让a 球从斜槽上释放，应特别注意 . (3)实验中还缺少的测量器材有 . (4)实验中需要测量的物理量是 . (5)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式 成立.答案 (1)槽的末端的切线是水平的 (2)让a 球从同一高处静止释放滚下 (3)天平、刻度尺 (4)a 球的质量m a 和b 球的质量m b ，线段OP 、OM 和ON 的长度 (5)m a ·OP ＝m a ·OM ＋m b ·ON解析(1)由于要保证两球发生弹性碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必需保证槽的末端的切线是水平的.(2)由于实验要重复进行多次以确定同一个弹性碰撞后两小球的落点的确切位置，所以每次碰撞前入射球a的速度必须相同，根据mgh＝12mv2可得v＝2gh，所以每次必须让a球从同一高处静止释放滚下.(3)要验证m a v0＝m a v1＋m b v2，由于碰撞前后入射球和被碰球从同一高度同时做平抛运动的时间相同，故可验证m a v0t＝m a v1t＋m b v2t，而v0t＝OP，v1t＝OM，v2t＝ON，故只需验证m a·OP＝m a·OM＋m b·ON，所以要测量a球的质量m a和b球的质量m b，故需要天平；要测量两球平抛时水平方向的位移即线段OP、OM和ON的长度，故需要刻度尺.(4)由(3)的解析可知实验中需测量的物理量是a球的质量m a和b球的质量m b，线段OP、OM和ON的长度.(5)由(3)的解析可知若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式m a·OP＝m a·OM＋mb·ON.命题点二实验方案创新创新方案1：利用气垫导轨1.实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、胶布、撞针、橡皮泥等.2.实验方法(1)测质量：用天平测出两滑块的质量.(2)安装：按图5安装并调好实验装置.图5(3)实验：接通电源，利用光电计时器测出两滑块在各种情况下碰撞前、后的速度(例如：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.例2(2014·新课标全国卷Ⅱ·35(2))现利用图6(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.图6实验测得滑块A 的质量m 1＝ kg ，滑块B 的质量m 2＝ kg ，遮光片的宽度d ＝ cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝ 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Δt B ＝ ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示.若实验允许的相对误差绝对值(⎪⎪⎪⎪⎪⎪碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律写出运算过程. 答案 见解析解析 按定义，滑块运动的瞬时速度大小v 为v ＝ΔsΔt①式中Δs 为滑块在很短时间Δt 内走过的路程 设纸带上相邻两点的时间间隔为Δt A ，则 Δt A ＝1f＝ s②Δt A 可视为很短.设滑块A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v 0、v 1. 将②式和图给实验数据代入①式可得v 0＝ m/s③ v 1＝ m/s④设滑块B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有v 2＝d Δt B⑤ 代入题给实验数据得v 2≈ m/s⑥设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p 和p ′，则p ＝m 1v 0⑦p′＝m1v1＋m2v2⑧两滑块在碰撞前、后总动量相对误差的绝对值为δp ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪p－p′p×100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得δp≈%<5%因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律.创新方案2：利用等长的悬线悬挂等大的小球1.实验器材：小球两个(大小相同，质量不同)、悬线、天平、量角器等.2.实验方法(1)测质量：用天平测出两小球的质量.(2)安装：如图7所示，把两个等大的小球用等长的悬线悬挂起来.图7(3)实验：一个小球静止，将另一个小球拉开一定角度释放，两小球相碰.(4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度.(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.例3如图8所示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点下方桌子的边缘有一竖直立柱.实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2右端接触且两球等高.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点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b、C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外：图8(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)答案(1)弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面离水平地面的高度H(2)2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h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和桌面离水平地面的高度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m2和立柱高h、桌面离水平地面的高度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＋m2cH＋h.创新方案3：利用光滑长木板上两车碰撞1.实验器材：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥、小木片.2.实验方法(1)测质量：用天平测出两小车的质量.(2)安装：如图9所示，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，连在小车甲的后面，在甲、乙两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.长木板下垫上小木片来平衡摩擦力.图9(3)实验：接通电源，让小车甲运动，小车乙静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，两小车连接成一体运动.(4)测速度：可以测量纸带上对应的距离，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.例4某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动.然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图10所示.在小车甲后连着纸带，打点计时器的打点频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.图10(1)若已得到打点纸带如图11所示，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，则应选段计算小车甲的碰前速度，应选段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两格填“AB”“BC”“CD”或“DE”).图11(2)已测得小车甲的质量m甲＝ kg，小车乙的质量m乙＝ kg，由以上测量结果，可得碰前m甲v甲＋m乙v乙＝kg·m/s；碰后m甲v甲′＋m乙v乙′＝kg·m/s.(3)通过计算得出的结论是什么答案(1)BC DE(2) (3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的.解析(1)观察打点计时器打出的纸带，点迹均匀的阶段BC应为小车甲与乙碰前的阶段，CD段点迹不均匀，故CD应为碰撞阶段，甲、乙碰撞后一起匀速直线运动，打出间距均匀的点，故应选DE段计算碰后共同的速度.(2)v甲＝xBCΔt＝ m/s，v′＝xDEΔt＝ m/sm甲v甲＋m乙v乙＝kg·m/s碰后m甲v甲′＋m乙v乙′＝(m甲＋m乙)v′＝×kg·m/s＝kg·m/s.(3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的.。
在“碰撞中动量守恒实验”中关于弹性碰撞的条件
“碰撞中动量守恒实验”中弹性碰撞应满足的条件一、公式推导碰撞过程无能量损失，这样的碰撞叫弹性碰撞。
即弹性碰撞同时满足动量守恒和动能守恒。
中学阶段常常研究一个运动的物体去碰撞另一个静止的物体，我们假设质量为m1的小球以速度v0去碰撞静止的质量为m2的小球，碰后m1的速度为v1,m2的速度为v2,则：动量守恒：m1v0=m1v1+m2v2①动能守恒：m1v02/2=m1v12/2+m2v22/2 ②移项得：m1(v0-v1)=m2v2m1(v02-v12)/2=m2v22/2两式相除得：v0+v1=v2③③式是一个重要表达式，我们来看四道变式题。
变式1：某同学用变式1图示装置验证动量守恒定律。
斜槽与水平槽平滑连接，通过位于水平槽右端的重锤线，在白纸上记录位置 O，测得大小相同的两小球 A、B 质量分别为 m1、m2。
实验时先不放B 球，使 A 球多次从斜槽上某一固定点 S 由静止滚下，找到其在记录纸上平均落点位置 P。
再把 B 球放置于水平槽右端边缘处，仍让 A 球多次从 S 处由静止滚下，找到 A 球和 B 球碰撞后分别在记录纸上的平均落点位置 M、N。
用刻度尺测得各落点到 O 点的距离为 OM、OP、ON。
（1）要使实验顺利进行，两球质量需满足的条件是：m1 m2（填“＞”“＝”或“＜”）。
（2）实验中，（填“需要”或“不需要”）测量水平槽右端与 O 点之间的高度 H；（填“需要”或“不需要”）用秒表测小球做平抛运动的时间 t。
（3）若 A、B 两球碰撞前后动量守恒，其表达式为（用题给物理量符号表示）。
（4）在误差允许范围内，若满足表达式（用OM、OP、ON表示），则说明滑A、B之间的碰撞为弹性碰撞。
解析：（1）＞（2）不需要；不需要（3）m1·OP＝m1·OM＋m2·ON（4）利用推导出来的③式，可得：∑v0∆t+∑v1∆t=∑v2∆t即：OP+OM=ON变式2：某同学利用变式2图所示装置“探究动量守恒定律”。
高三物理实验研究碰撞中的动量守恒知识点分析人教新课标版
实验：研究碰撞中的动量守恒实验原理碰撞是自然界中常见的现象，碰撞可能有很多情形。
例如，两个质量相等的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞，两个同一直线上运动的物体碰撞，两个不在一条直线上运动的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞……两个物体的质地不同，碰撞的情形也不一样。
例如两个物体碰撞时可能碰后分开，也可能粘在一起不再分开……两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动，这种碰撞叫一维碰撞。
要保证碰撞是一维的，首先要保证碰撞前两物体是在同一直线上运动，另外要保证物体碰撞时是对心碰撞。
在一维碰撞中与物体运动有关的物理量只有物体的质量和物体的速度。
碰撞前后物体的质量是不变的，而速度在碰撞前后是变化的，则在物体的碰撞过程中，碰撞前后保持不变的物理量应与物体的质量和速度都有关。
质量可以用天平测量。
碰撞前后的速度可以通过光电计时器测量，或者通过打点计时器测量，也可以通过平抛运动的知识来测量，还可以通过机械能守恒的原理测量等等。
实验探究一、气垫导轨实验探究法探究思路利用气垫导轨能够很容易的保证两个滑块的碰撞是一维的，与之配套的光电计时装置可以迅速测量出两个滑块碰撞前后的速度。
不同的质量可以通过在滑块上加重物的办法来实现。
应用气垫导轨很容易控制滑块碰撞前后的速度或使它在碰撞前静止。
因此这个实验是本实验的首选。
注意：1、碰撞时难免有能量损失。
只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，它才是我们寻找的不变量。
在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架，可以得到能量损失很小的碰撞。
在滑块的碰撞端面贴胶布，可以增大碰撞时的能量损失。
如果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，把两个滑块连接成一起运动，这样的碰撞中能量损失很大。
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。
2、原来连在一起的两个物体，由于它们之间具有相互排斥的力而分开，这实际上也是一种碰撞。
第一节验证动量守恒定律实验(探究)
第一节 验证动量守恒定律实验（探究）一、实验目的：1、研究一维碰撞（对心正碰）中的动量守恒2、培养学生的动手实验能力和探索精神二、实验原理：在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为1v '、2v '．且系统所受外力的矢量和为0，只要验证 22112211v m v m v m v m '+'=+，就可判断碰撞前后动量守恒。
三、实验方案：A 方案1：.利用气垫导轨实现两个滑块一维碰撞（一）、实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧、细绳等(二)、实验过程：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器测出两个滑块各种情况下碰撞前后的速度 （改变滑块的质量、改变滑块初速度的大小、方向）速度的测量方法：如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L ．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置．当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t ，则滑块相当于在L 的位移上运动了时间t ，所以滑块匀速运动的速度v=L/t ．4. 验证一维碰撞中的动量守恒例题1： 如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C 、D 的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M 的滑块A 、B ，做探究碰撞中不变量的实验：(1)把两滑块A 和B 紧贴在一起，在A 上放质量为m 的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A 和B ，在与A 和B 的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态。
(2)按下电钮使电动卡销放开，同时起动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A 和B 与挡板C 和D 碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A 至C 运动时间t 1，B 至D 运动时间t 2。
(3)重复几次取t 1，t 2的平均值。
弹性碰撞实验报告
一、实验目的1. 理解弹性碰撞的概念和原理；2. 验证动量守恒定律和能量守恒定律在弹性碰撞过程中的应用；3. 学习实验数据的处理和分析方法。
二、实验原理弹性碰撞是指两个物体在碰撞过程中，系统的总动量和总能量都保持不变。
设两个物体的质量分别为m1和m2，碰撞前速度分别为v1和v2，碰撞后速度分别为v1'和v2'，则有：1. 动量守恒定律：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'2. 能量守恒定律：1/2 m1v1^2 + 1/2 m2v2^2 = 1/2 m1v1'^2 + 1/2 m2v2'^2三、实验装置与器材1. 实验装置：弹性碰撞演示仪（包括两个小球、支架、等长绳子等）；2. 器材：秒表、卷尺、天平、直尺等。
四、实验步骤1. 将两个小球悬挂在等长绳子的两端，调整绳子的长度，使两个小球处于同一水平面上；2. 用秒表测量两个小球在碰撞前后的速度，记录数据；3. 用卷尺测量两个小球在碰撞前后的位移，记录数据；4. 用天平测量两个小球的质量，记录数据；5. 计算碰撞前后系统的总动量和总能量，分析实验结果。
五、实验数据与处理1. 实验数据：小球1质量：m1 = 100g小球2质量：m2 = 100g碰撞前小球1速度：v1 = 2m/s碰撞前小球2速度：v2 = 0m/s碰撞后小球1速度：v1' = 1m/s碰撞后小球2速度：v2' = 3m/s2. 数据处理：（1）计算碰撞前后系统的总动量：碰撞前总动量：P1 = m1v1 + m2v2 = 0.1kg 2m/s + 0.1kg 0m/s = 0.2kg·m/s碰撞后总动量：P2 = m1v1' + m2v2' = 0.1kg 1m/s + 0.1kg 3m/s =0.4kg·m/s（2）计算碰撞前后系统的总能量：碰撞前总能量：E1 = 1/2 m1v1^2 + 1/2 m2v2^2 = 1/2 0.1kg (2m/s)^2 +1/2 0.1kg (0m/s)^2 = 0.2J碰撞后总能量：E2 = 1/2 m1v1'^2 + 1/2 m2v2'^2 = 1/2 0.1kg (1m/s)^2 + 1/2 0.1kg (3m/s)^2 = 0.25J六、实验结果与分析1. 通过实验数据计算，碰撞前后系统的总动量和总能量分别为0.2kg·m/s和0.2J、0.25J。
动量守恒实验的技巧和结果分析
动量守恒实验的技巧和结果分析实验目的：通过动量守恒实验，探究物体之间的碰撞过程中，动量守恒定律的适用条件、实验方法及结果分析。
实验材料：实验台、两个小球、两个干净的台碟、定滑轮、尺子、电子天平、计时器。
实验原理：动量守恒定律指出，在一个孤立系统中，总动量守恒。
即在没有外力作用下，系统内物体的总动量在碰撞前后保持不变。
在实验中，我们可以通过观察碰撞前后物体的运动情况来验证动量守恒定律。
实验步骤：1. 在实验台上放置两个小球，分别用两个台碟承托，保证小球的运动不受到摩擦力的干扰。
2. 用定滑轮固定尺子一端，将另一端固定在一个小球上，使小球悬空。
3. 将另一个小球放置在离悬空小球一定距离的位置上，使两个小球处于静止状态。
4. 记录下悬空小球的质量m1，以及放置在静止位置上的小球的质量m2。
5. 用电子天平测量小球的质量，并记录下两个小球的质量值。
6. 用计时器测量小球在碰撞过程中的时间间隔，并记录下时间值。
7. 松开尺子，使悬空小球开始下落，直至与静止小球发生碰撞。
8. 在碰撞过程中，观察小球的碰撞前后速度变化情况，并记录下实验结果。
结果分析：通过实验观察和记录到的数据，我们可以进行以下结果分析：1. 碰撞过程中，两个小球的动量是否守恒？根据动量守恒定律，在不受外力干扰的情况下，碰撞前后，物体的总动量应该保持不变。
通过实验测量到碰撞前后小球的速度，可以计算出小球的动量，并验证动量守恒定律的适用性。
2. 碰撞过程中，小球的动能是否守恒？在一个孤立系统中，动能守恒定律也是一个重要的物理原理。
通过实验观察小球的碰撞过程，可以计算出碰撞前后小球的动能，从而验证动能守恒定律的适用性。
3. 碰撞过程中，是否存在能量损失？实验中的摩擦力和空气阻力等因素都可能导致能量的损失。
观察小球碰撞后的动能变化，可以判断碰撞过程中是否存在能量损失。
4. 实验结果与理论预期是否一致？根据动量守恒定律和动能守恒定律的理论推导，我们可以对实验结果进行分析和比较，判断实验结果与理论预期是否一致。
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本实验设 计思想巧 妙之处在 于用长度 测量代替 速度测量
复写纸
注意事项： 1、斜槽末端的切线要水平； 2、从同一高度释放小球 ；
O M P N
3、实验中不需要测量时间，也不需要 测量桌面的高度； 4、能正确判断小球碰撞前后的落点(m1>m2);
２、非弹性碰撞：碰撞过程中物体发生 形变，还会发热、发声，有动能损失 ，这类碰撞为非弹性碰撞。 ３、完全非弹性碰撞：碰撞后物体结合 在一起，这时系统动能损失最大，这 种碰撞称为完全非弹性碰撞。
动量守恒的应用之反冲运动
定义：原来静止的系统，当其中一 部分运动时，另一部分向相反的方 向运动，就叫做反冲运动。
知识回顾
动量守恒的应用之碰撞
两个物体在极短时间内发生相互作 用，这种情况称为碰撞。由于作用 时间极短，一般都满足内力远大于 外力，所以可以认为系统的动量守 恒。
生活中的各种碰撞现象 飞 鸟 撞 飞 机
动量守恒的应用之碰撞
碰撞又分（完全）弹性碰撞、非弹 性碰撞、完全非弹性碰撞三种。
１、弹性碰撞：理想情况下，物体碰撞 后形变能完全恢复，不发热、发声， 没有动能损失，这种碰撞为（完全） 弹性碰撞。
生活中的各种碰撞现象
水上电动碰碰船 打网球 儿童乐园碰碰车 钉钉子 打桩机打桩 汽车碰撞实验 飞鸟撞飞机 拳击 台球碰撞的频闪照片
思考：碰撞过程有什么规律 呢，前后会不会有什么物理 量保持不变？
从最简单的开始研究
两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞
后仍沿同一直线运动-----一维碰撞（正碰）
第十六章 动量守恒定律
2 1 1
v2
2 2 2
猜想３： m v m v m v m2v2
2 1 1
2
m1 m2 m1 m2 猜想4： v1 v2 v1 v2
…………………………
三、设计方案
设计实验需要考虑的问题
保证一维碰撞
即保证两物体在碰撞前后在同一直线上运动；
如何测量物体的质量；（天平 ）
16-1实验：探究碰撞中的守恒量
一、观察实验、提出问题
猜想：碰撞现象与什么物理量有关？
质量和速度 设两个物体的质量分别为m1、m2，碰
撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后的速度 分别为v1’、v2’．
规定碰撞前的速度方向为正方向
二、我们的猜想
猜想１： 猜想２：
v v1 2 m v m1v1 m2 v2 m1v1 2 2 v1
模拟火箭发射过程 单摆小车 反冲式水轮机 蒸汽炮车
法国幻影”2000
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气， 可以得到超过音速的飞行速度。
那么火箭在燃料燃尽时所能获得 的最终速度与什么有关呢？
由动量守恒得 ：
mv (M m)v1 0
( M m)v1 M v ( 1)v1 m m
解决问题 交流评估
我 们 的
1、重点不是公式，而是体会 在追寻碰撞中的守恒量所运 用的科学研究方法。 2、体会追寻守恒量的可行性。
收 获
么？
是 什
——动量守恒的条件 1、系统不受外力(理想化)或系统所受合 外力为零。 2、系统受外力的合力虽不为零，但系统 外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦 力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作 用的内力来要小得多,且作用时间极短,可 以忽略不计。 3、系统所受外力的合力虽不为零，但在 某个方向上所受合外力为零，则系统在这 ？ 实验的程序,即实验步骤是什么？ 怎样进行实验数据的采集、分析与处理？ 怎样设计数据表格? 对比、探究、验证实验中，如何设计一个 直观、方便的表格也是成功的关键所在。
七、小结 探 究 过 程
实验验 证 猜想 设计方 案 观察现象 提出问题
碰撞中的守恒量
燃料燃尽时火箭获得的最终速度由 M 喷气速度及质量比 共同决定 。
m
中国新型自行榴弹炮
这门自行火炮的后面又增加了止退犁，看到了吗？ 他是起什么作用的呢？
课堂练习
如图，小车放在光滑的水平面上，将小球拉开到 一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以 后的过程中（ D ） A.小球向左摆动时,小车也向左运动, 且系统动量守恒 B.小球向左摆动时,小车则向右运动, 且系统动量守恒 C.小球向左摆到最高点,小球的速度 为零而小车速度不为零 D.在任意时刻,小球和小车在水平方 向的动量一定大小相等、方向相反 反思：系统所受外力的合力虽不为零，但在水平 方向所受外力为零，故系统水平分向动量守恒。
怎样测量物体的速度?
• 探究方案一:气垫导轨、光电门
挡光板的宽度设为L．穿过后所用时间为t，则滑 块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀 速运动的速度v=L/t．
• 探究方案二：摆球、量角器(或传感器)
• 探究方案三：打点计时器、小车
由于只有一个打点计时器，适于研究完全非弹性碰撞
• 探究方案四：斜槽 小球 平抛装置