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。
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”。
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。
高二《碰撞及其动量守恒实验》
卓越个性化教案 GFJW0901 学生姓名 曹翊 年级 高二 授课时间 2013-5-01 教师姓名 胡梦莎 课时 2课时验证动量守恒定律实验【实验原理】一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。
由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。
因此，只要分别测出两小球的质量m 1、m 2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s 1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s 1'和s 2'，若m 1s 1在实验误差允许范围内与m 1s 1'+m 2s 2'相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。
【实验器材】碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不等的小球，白纸，复写纸，天平和砝码，刻度尺，游标卡尺（选用），圆规。
【实验步骤】（1）．用天平测出两个小球的质量m 1、m 2。
（2）．安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。
（3）．在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。
（4）．在白纸上记下重锤线所指的位置O ，它表示入射球m 1碰前的位置。
（5）．先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P 。
（6）．把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触而发生正碰。
（7）．再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤5求出入射小球的落点的平均位置M 和被碰小球落点的平均位置N 。
（8）．过O 、N 作一直线，取OO '=2r （可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离），O '就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。
105知识讲解 实验：研究碰撞中的动量守恒
实验：研究碰撞中的动量守恒【学习目标】1．明确探究碰撞中的不变量的基本思路；2．掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前、后速度的测量方法； 3．掌握实验数据处理的方法； 4．掌握案例的原理、方法．【要点梳理】要点诠释： 要点一、实验内容 1．实验目的该实验的目的是追寻碰撞过程中的不变量，由于质量不是描述运动状态的量，因此我们需要在包括物体质量和速度在内的整体关系中探究哪些是不变的，所以实验中一方面需要控制碰撞必须是一维碰撞，另一方面还要测量物体的质量和速度，并通过计算探究不变量存在的可能性．2．实验探究的基本思路 （1）一维碰撞．两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这一直线运动，这种碰撞叫做一维碰撞． （2）追求不变量．在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为12m m 、，碰撞前的速度分别为12v v 、，碰撞后的速度分别为12v v 、＇＇，如果速度与我们规定的正方向一致取正值，相反取负值，依次研究以下关系是否成立：①11112222m v m v m v m v ==，＇＇；②11221122m v m v m v m v +=+＇＇；③ 222211221122''m v m v m v m v +=+；④12121212''v v v v m m m m +=+． 3．实验探究的案例方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞，如图所示．（1）质量的测量：用天平测量． （2）速度的测量：xv t∆=∆，式中x ∆为滑块（挡光片）的宽度，t ∆为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间．（3）各种碰撞情景的实现：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，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量．方案二：利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞，如图所示．（1）质量的测量：用天平测量．（2）速度的测量：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．（3）不同碰撞情景的实现：用贴胶布的方法增大两球碰撞时的能量损失．方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞，如图所示．（1）质量的测量：用天平测量． （2）速度的测量：xv t∆=∆，x ∆是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量．t ∆为小车经过x ∆所用的时间，可由打点间隔算出．4．实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下： （1）用天平测相关质量． （2）安装实验装置． （3）使物体发生碰撞．（4）测量或读出相关物理量，计算有关速度． （5）改变碰撞条件，重复步骤（3）、（4）．（6）进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的守恒量．（7）整理器材，结束实验． 5．实验数据分析碰撞前 碰撞后质量 1m 2m 1m 2m 速度1v2v1v ＇2v ＇mv1122m v m v +1122m v m v +＇＇ mv 2221122m v m v +221122''m v m v +6．注意事项（1）保证两物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这一直线运动．（2）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．（3）若利用摆球进行实验，两小球静放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面内．（4）碰撞有很多情形．我们寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变，才符合要求． 7．误差分析（1）碰撞是否为一维碰撞是产生误差的一个原因，设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞． （2）碰撞中是否受其他力（例如摩擦力）影响是带来误差的又一个原因，实验中要合理控制实验条件，避免除碰撞时相互作用力外的其他力影响物体速度．要点二、实验总结1．探究一维碰撞中的不变量的设计思路 2．实验探究中要注意的两个问题（1）保证两个物体做一维碰撞：可用斜槽、气垫导轨等控制物体的运动． （2）速度的测量要比较方便、精确：可利用光电门、打点计时器（配纸带）、闪光照片等手段，也可利用匀速运动、平抛运动等间接测量．【典型例题】类型一、纸带研究碰撞问题【高清课堂：实验：研究碰撞中的动量守恒 例2】例1．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的具体装置如图甲所示．在小车A 后面连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50 Hz ，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．（1）与物体运动有关的物理量可能有哪些； （2）碰撞前后哪些物理量可能不变； （3）如何研究碰撞的各种不同形式． 实验思路 （1）怎样保证碰撞是一维的？ （2）如何测量质量？（3）如何测量速度？ （4）数据如何处理？ 需要考虑的问题探究一维碰撞 中的不变量（1）若已得到打点纸带如图乙所示，并将测得的各计数点间距标在图上，A 为运动起始的第一点．则应选________段计算A 碰前的速度，应选________段计算A 和B 碰后的共同速度．（填“AB ”或“BC ”“CD ”或“DE ”） （2）已测得小车A 的质量0.40 kg A m =，小车B 的质量0.20 kg B m =，由以上测量结果可得：碰前 ________kg m/s A A B B m v m v +=⋅，碰后________kg m/s A A B B m v m v +⋅＇＇． （3）通过以上实验及计算结果，你能得出什么结论？【思路点拨】解此类问题关键是求小车的速度，而小车碰撞前后的速度求解方法是利用纸带上匀速运动过程求解，为了减小测量的相对误差，应多测几个间距来求速度．【答案】（1）BC DE （2）0.420.417【解析】（1）小车A 碰前做匀速直线运动，打出纸带上的点应该是间距均匀的，故计算小车碰前速度应选BC 段；CD 段上所打的点由稀变密，可见在CD 段A B 、两小车相互碰撞．A B 、碰撞后一起做匀速直线运动，所打出的点又是间距均匀的，故应选DE 段计算碰后速度．（2）0.105m / s 1.05m / s 0.1A BC v t ===∆， 0.0695''m / s 0.695m / s 0.1A B DE v v v t =====∆．碰前0.41.05 kg m/s 0.42 kg m/s A A B B m v m v +=⨯⋅=⋅，碰后()0.60.695 kg m/s 0.417 kg m/s A A B B A B m v m v m m v +=+=⨯⋅=⋅＇＇．举一反三:【变式】用半径相同的两个小球A B 、的碰撞探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接．实验时先不放B 球，使A 球从斜槽上某一固定点C 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 球静置于水平槽的前端边缘处，让A 球仍从C 处由静止滚下，A 球和B 球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹．记录纸上的O 点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到D 点的距离： 2.68 cm OM =，8.26 cm OP =，11.50 cm ON =，并已知A B 、两球的质量比为21∶，则未放B 球时A 球落点是记录纸上的________ 点，系统碰撞前总动量A A p m v =与碰撞后总动量A AB B p m v m v =+＇＇＇的百分误差|'|p p p-=________．（结果保留一位有效数字）【答案】P 2【解析】未放B 球时A 球的落点是P ．用小球的质量和水平位移的乘积代替动量，则有|()||'|A A B A m OP m OM m ON p p p m OP⋅-⋅+⋅-=⋅ |8.62( 2.6811.50)|2%8.62A AB A m m m m ⨯-⨯+⨯=≈⨯．类型二、气垫导轨研究物体速度【高清课堂：实验：研究碰撞中的动量守恒 例1】例2．为了研究碰撞，实验可以在气垫导轨上进行，这样就可以大大减小阻力，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 s 的时间拍摄一次照片，每次拍摄时闪光的延续时间很短，可以忽略，如图所示，已知A B 、之间的质量关系是1.5B A m m =，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：（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各自的质量与自己的速度的乘积和是不是不变量？【答案】见解析【解析】由图分析可知，（1）碰撞后：'0.2'm/s 0.50m/s 0.4'0.3'm/s 0.75m/s 0.4B BA A s v t s v t ∆⎧===⎪⎪∆⎨∆⎪===⎪∆⎩．从发生碰撞到第二次拍摄照片，A 运动的时间是1''0.15s 0.2s '0.75A A s t v ∆===， 由此可知：从拍摄第一次照片到发生碰撞的时间为2(0.40.2)0.2 s t ==－，则碰撞前B 物体的速度为2''0.2m/s 1.0m/s 0.2B B s v t ∆===， 由题意得0A v =．（2）碰撞前：1.5A A B B A m v m v m +=，碰撞后：0.750.15 1.5A A B B A A A m v m v m m m +=+=＇＇，所以A AB B A A B B m v m v m v m v +=+＇＇，即碰撞前后两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不变量．【总结升华】准确把握题目中信息“A 原来处于静止状态”是正确分析照片信息的前提，图示滑块位置只是对应运动中不同时刻的几个状态，碰撞不一定发生在闪光时刻，在不计碰撞时间的情况下，相邻两位置对应的时间仍为闪光间隔，但碰撞前后物体速度不同，所以在这0.4 s 内不可以用总位移与总时间的比值求速度．举一反三:【变式】气垫导轨（如图甲）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．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、点迹清晰的纸带的一部分，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12s s 、和3s ．若题中各物理量的单位均为国际单位，郡么，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正．【答案】10.2abs 30.2abs 130.2()ab s s － 20.4abs 【解析】因为打点计时器所用电源的频率均为b ，所以打点周期为1b，所以碰撞前两清块的动量分别为：11110.215s p mv a abs b ==⋅=⨯， 32230.215sp mv a abs b==⋅=⨯．因为运动方向相反，所以碰前两物块总动量为12130.2()p p p ab s s ==－－，碰后两滑块的总动量22'20.415s p a abs b=⋅=⨯．【总结升华】本题是验证性实验，与探究性实验是有区别的．类型三、利用平抛运动探究碰撞中的不变量例3、（2015 巫溪县校级期末考）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，先让入射球m 1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m 2静置于轨道的水平部分，再将入射球m 1从斜轨上S 位置静止释放，与小球m 2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m 1、m 2B ．测量小球m 1开始释放高度hC ．测量抛出点距地面的高度HD ．分别找到m 1、m 2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 （用第(2)小题中测量的量表示）； 若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为 （用第(2)小题中测量的量表示）． 【答案】(1)C ；(2)ADE 或DEA 或DAE ； (3)m 1·OM ＋m 2·ON ＝m 1·OP 、m 1·OM 2＋m 2·ON 2＝m 1·OP 2【解析】①根据平抛规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用位移x 来代替速度v ，因此待测的物理量就是位移x 、小球的质量m ．②待测的物理量就是位移x （水平射程OM ，ON ）和小球的质量m ，所以，要完成的必要步骤是ADE ．③若两球相碰前后的动量守恒，则m 1v 0=m 1v 1+m 2v 2，又OP =v 0t ，OM =v 1t ，ON =v 2t ，代入得：m 1OP =m 1OM +m 2ON若碰撞是弹性碰撞，满足动能守恒，则：222012121111222v v m m m v =+，代入得；m 1OP 2=m 1OM 2+m 2ON 2【总结升华】该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速度、时间，而是用位移x 来替代速度v ，成为解决问题的关键。
弹性碰撞实验：动量守恒定律的验证
总结与展望
通过对动量守恒定律在日常生活和工程中的应用 以及非弹性碰撞的实验拓展，我们可以更深入地 理解动量守恒定律的重要性和应用价值。未来可 以进一步研究动量损失分析的相关因素，以完善 动量守恒定律的验证实验。
● 05
第五章 弹性碰撞实验的意义
弹性碰撞实验的 意义
弹性碰撞实验在物理 学中具有重要意义， 通过实验可以验证动 量守恒定律。弹性碰 撞实验帮助科学家们 更深入地理解物体之 间的相互作用，并且 为进一步研究提供了 基础。
01 动能损失
探讨碰撞过程中可能发生的能量损失情况
02 动能转移
分析碰撞后不同物体之间动能的转移情况
03 动能转化
讨论动能如何在碰撞中发生转化
实验结果讨论
动量守恒定律验证
通过实验数据分析，我们 验证了动量守恒定律的成 立 实验结果与理论预期相符 合
误差分析
讨论实验可能存在的误差 来源 探讨实验结果的可靠性
弹性碰撞实验：动量守恒定 律的验证
汇报人：XX
2024年X月
第1章 弹性碰撞实验简介 第2章 实验步骤 第3章 实验数据分析 第4章 实验应用与拓展 第5章 弹性碰撞实验的意义 第6章 实验展望 第7章 结论 第8章 参考文献
目录
● 01
第一章 弹性碰撞实验简介
弹性碰撞实验的 定义
弹性碰撞是指碰撞后 物体没有形变，动量 守恒，动能守恒。碰 撞前后物体速度可以 改变，但总动能不变。
计算动量和速度 的关系
准备实验物 品
准备小球和测量 尺
实验数据记录
在实验中，记录小球 碰撞前后的速度和位 移变化，通过测量尺 和计算公式，得出实 验数据。这些数据将 用于验证动量守恒和 动能守恒定律。
第2单元 实验：验证动量守恒定律
给验证带来误差的原因有测量时间、 距离等存 在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误 差．(只要答对其中两点即可) (3)根据能量守恒定律，A、B 两物体运动的动 能来源于静止时候压缩弹簧的弹性势能， 故根 1 据动能的总和可求弹簧的弹性势能，即 Ep＝ 2 L2 1 L2 1 2 mA 2 ＋ m B 2 . t1 2 t2
(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式 _____________________________________ ___________________________________ 成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢 量和，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．
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．
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：利用等长悬线悬挂等大小球完成 一维碰撞实验 1．测质量：用天平测出两小球的质量m1、 m2. 2．安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂 起来． 3．实验：一个小球静止，拉起另一个小球， 放下时它们相碰．
第2单元
实验：验证动量守恒 定律
一、实验目的 1．验证一维碰撞中的动量守恒． 2．探究一维弹性碰撞的特点．
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′，找出碰撞前的动量p ＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v′1＋ m2v′2，看碰撞前后动量是否守恒．
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实验的方案设计
：用气垫导轨做碰撞实验
（1）原来连在一起的两个物体，由于相互之间具有排斥力而 原来连在一起的两个物体， 分开，这也是碰撞。 分开，这也是碰撞。 本实验优点：不同质量可以通过在滑块上加重物来实现， （2）本实验优点：不同质量可以通过在滑块上加重物来实现， 滑块的速度测量较准确且易控制。 滑块的速度测量较准确且易控制。 碰撞按能量损失的多少可分为三类。 （3）碰撞按能量损失的多少可分为三类。只有在各种情况下 都不变的量，才可能是我们要寻找的不变量。 都不变的量，才可能是我们要寻找的不变量。
2 v1 v2 v ′1 v ′ + 2 = 1+ 2 1 m m m m
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实验数据的测量
测量物体的质量。 1．测量物体的质量。 测量两个物体在碰撞前后的速度． 2．测量两个物体在碰撞前后的速度．
①利用匀速运动，借助气垫导轨，光电计时器，打点计时器。 利用匀速运动，借助垫导轨，光电计时器，打点计时器。
注意事项： 注意事项：
• 1.入射小球的质量应大于被碰小球，但它们的 1.入射小球的质量应大于被碰小球， 入射小球的质量应大于被碰小球 体积要相同 • 2.两次入射小球在斜槽上的位置相同，且无初 2.两次入射小球在斜槽上的位置相同， 两次入射小球在斜槽上的位置相同 速度释放。 速度释放。 • 3.斜槽末端点的切线要水平 3.斜槽末端点的切线要水平 • 4.地面上依次铺好白纸，复写纸 4.地面上依次铺好白纸 地面上依次铺好白纸， • 5.求平均落地点：用尽可能小的圆将落地点圈 5.求平均落地点 求平均落地点： 入其中，其圆心即为落地点的平均位置。 入其中，其圆心即为落地点的平均位置。
：用小车和打点计时器研究碰撞
（1）本实验只能做一种完全非弹性碰撞的情况。 本实验只能做一种完全非弹性碰撞的情况。 注意分析运动，选取一段点迹来计算。 （2）注意分析运动，选取一段点迹来计算。
a b c d
：用悬线下摆球的碰撞来研究碰撞
通过测量摆球的最大摆角， 通过测量摆球的最大摆角， 从而算出碰撞前后的速度。 从而算出碰撞前后的速度。
v = 2 gl (1 − cos θ )
：利用平抛运动来研究碰撞
实验装置如图16— 所示。 让一个质量较大的小球， 实验装置如图 16—1 所示 。 让一个质量较大的小球 ， 16 从斜槽上滚下来， 从斜槽上滚下来 ， 跟放在斜槽末端的另一质量较小的小球 半径相同)发生碰撞(正碰) (半径相同)发生碰撞(正碰)。
实验： 实验：探究碰撞中的守恒量
兰溪五中 高二组
情景问题
A 、 B 是两个悬挂起来的钢球 ， 质量相等 。 使 B 球静 是两个悬挂起来的钢球， 质量相等。 拉起A 放开后A 碰撞， 止 ， 拉起 A 球 ， 放开后 A 与 B 碰撞 ， 观察碰撞前后两球 运动的变化。 运动的变化。 换为质量相差较多的两个小球，重做以上实验。 换为质量相差较多的两个小球，重做以上实验。
C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C
实验的基本思路
1 从简单到复杂---- 一维碰撞 从简单到复杂---我们只研究最简单的情况—— ——两个物体碰撞前沿同一直线 我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线 运动，碰撞后仍沿同一直线运动．这种碰撞叫做一维碰撞． 运动，碰撞后仍沿同一直线运动．这种碰撞叫做一维碰撞． 2 明确目的---- 追寻不变量 明确目的---设两物体质量m 碰前速度v 碰后速度v 设两物体质量m1、m2，碰前速度v1、v2，碰后速度v1′、v2′， 如果速度与我们设定方向一致，取正值。否则取负值。 如果速度与我们设定方向一致，取正值。否则取负值。 3 科学猜想-------m 1 v1 + m 2 v2 = m 1 v1 ’ + m 2 v2 ’ m 1 v1 2 + m 2 v 2 = m 1 v1 ’ 2 + m 2 v2 ’ 2