1实验：验证动量守恒定律(上课用)
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·ON
2.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
大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》
大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 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m1和m2，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
2211202101vmvmvmvm （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/,/txvtxv。
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
2222112202210121212121vmvmvmvm （2）
（1）若两个滑块质量相等，m1=m2=m，且令m2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，21mm，仍令20v=0，则有
2211101vmvmvm
及 2222112101212121vmvmvm
用平抛运动验证动量守恒定律实验方案归类
精准预测
◇ 安徽 董廷灿
“验证动量守恒定律”作为高中物理«选修３Ｇ５»中
的力学实验,在近１０年全国卷中极少出现．但自２０１７
年把该实验从选考提升为必考后,在各地模拟试卷中
经常会涉及．下面介绍几种利用平抛运动来验证动量
守恒定律实验的常见方案及变式,供读者参考．１ 利用斜槽轨道且落点在水平面上例１ 如图１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１
(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１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,使被碰小球m２静置于轨道的水平部分,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．
接下来要完成的必要步骤是．A．用天平测量两个小球的质量m１、m２B．测量小球m１开始释放的高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m１、m２相碰后平均落点位置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)．若两小球的碰
撞为弹性碰撞,其表达式可表示为(用(２)中测量的量表示)．
图２(４)经测定,m１＝
４５０g,m２＝７５g,小
球落地点的平均位置
距O点的距离如图２
所示．碰撞前后m１的
动量分别为p１与p′１,则p１∶p′１＝∶１１;若碰撞结
束时m２的动量为p′２,则p′１∶p′２＝１１∶．实验结果
说明,碰撞前后总动量的比值p１p′１＋p′２＝．(１)小球离开轨道后做平抛运动,则t＝
２Hg,即小球下落时间一定,初速度v＝xt
可用平抛运动的水平射程来表示,选项C正确．(２)本实验要验证的是m１OM＋m２ON＝m１OP,
大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》 2
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m1和m2，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
2211202101vmvmvmvm （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/,/txvtxv。
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
2222112202210121212121vmvmvmvm （2）
（1）若两个滑块质量相等，m1=m2=m，且令m2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，21mm，仍令20v=0，则有
2211101vmvmvm
及
2222112101212121vmvmvm
可得 1021211vmmmmv ， 1021122vmmmv
实验一、验证动量守恒定律
１ 一 验证动量守恒定律
【实验目的】
验证两小球在碰橦过程中的动量守恒。
【实验原理】
两小球在水平方向发生正碰，水平方向外力之和为零，系统动量守恒。设两个小球的质量分别为m1和m2，碰撞前质量为m1的入射小球的速度是V1，质量为为m2的被碰小球静止。碰撞后，入射小球的速度是V1′，被碰小球的速度是V2′。根据动量守恒定律有
m1V1＝m1V1′＋m2V2′
如果分别测出两个小球的质量和两个小球在碰撞前后的速度，把它们代入上式，就可以验证两个小球碰撞前后的动量是否守恒。本实验在误差允许的范围内要验证上式成立。
两个小球的质量可以用天平称出。两球碰撞前后的速度方向都是水平的，因此两球碰撞前后的速度，可以用平抛运动的知识求出。
质量较大的入射球m1从斜槽上由静止滚下来，跟放在斜槽前边支柱上质量较小的被碰小球m2发生碰撞后，两球都做平抛运动。由于两球作平抛运动的高度相同，由平抛运动知识可知，各小球在落地前的运动时间相同，若用小球的飞行时间做时间单位，则水平位移在数值上就等于小球飞出的水平速度。
用水平射程来间接表示小球平抛的初速度：
m1以V1 平抛时的水平射程： OP＝V1t
m1以V1′ 平抛时的水平射程： OM＝V1′ t
m2以V2′ 平抛时的水平射程： O′ N＝V2′ t
如果测出两小球的质量m1、m2和不放被碰小球时入射小球飞行的水平距离OP，以及两球碰撞后飞出的水平距离OM、O′ N，满足以下关系
m1OP＝m1OM＋m2O′ N
代入上式并消去t后即可看到
m1V1＝m1V1′＋m2V2′
这样就验证了动量守恒定律。
【实验器材】
斜槽、重锤线、大小相等而质量不等的小球两个、白纸、复写纸、刻度尺、天平、游标卡尺、圆规。 O′ O M N P
V1 V1′ V2′ 重垂线 O O′ M P N 2r ２
【实验内容】
1、步骤
(1)用天平测出两个小球的质量m1、m2。用游标卡尺测两球的直径，并计算半径。
高二物理实验一 验证动量守恒定律 教案人教版
16.1 实验：探究碰撞中的不变量
一、教学目标
【知识与技能】
1、会结合已掌握的知识探究碰撞中的不变量
2、掌握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
【过程和方法】
用实验的方法探究碰撞中的不变量
【情感、态度与价值观】
1、树立理论来源于实践、应用于实践的世界观
2、形成重视实验探究物理规律的良好习惯
3、培养学生的动手实验能力和探索精神
二、教学重难点
【重点、难点】
1、碰撞中的守恒量的探究
2、两个物体碰撞前后的速度的测量方法
3、实验数据的处理
三、教学过程
【实验方案一】
1、实验目的
（1）、会结合已掌握的知识探究碰撞中守恒量．
（2）、掌握实验数据处理的方法
（3）、培养学生的动手实验能力和探索精神
2、实验器材
斜槽轨道（或J2135-1型碰撞实验器）、入射小球m1和被碰小球m2、天平（附砝码一套）、毫米刻度尺、白纸、复写纸、圆规、重锤线
【点拨】选球时应保证入射球质量m1大于被碰小球质量m2，即m1>m2，避免两球落点太近而难找落地点，避免入射球反弹的可能，通常入射球选钢球，被碰小球选有机玻璃球或硬胶木球。
球的半径要保证r1=r2（r1、r2为入射球、被碰小球半径），因两球重心等高，发生对心正碰
3、实验原理：由于入射球和被碰小球碰撞前后均由同一高度飞出做平抛运动，飞行时间m1 m2
P M N 0` 相等，若取飞行时间为单位时间，则可用相等时间内的水平位移之比代替水平速度之比。
【点拨】如图所示，根据平抛运动性质，入射球碰撞前后的速度分别为v1=tOP，v1`=tOM，被碰小球碰后速度为v2`=tNOtOOON``
被碰小球碰撞前后的时间仅由下落高度决定，两球下落高度相同，时间相同，所以水平速度可以用水平位移数值表示，如图所示；v1用OP表示；v′1用OM表示，v′2用ON表示，其中O为入射球抛射点在水平纸面上的投影，（由槽口吊铅锤线确定）于是，上述动量关系可表示为：m1·OP= m1·OM+m2·ON，通过实验探究该结论是否成立。
大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》 3
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m1和m2，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
2211202101vmvmvmvm （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/,/txvtxv。
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
2222112202210121212121vmvmvmvm （2）
（1）若两个滑块质量相等，m1=m2=m，且令m2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，21mm，仍令20v=0，则有
2211101vmvmvm
及
2222112101212121vmvmvm
可得
1021211vmmmmv ， 1021122vmmmv
湖北浠水2017高中物理第十六章动量守恒定律1实验：验证动量守恒定律3-5.
1 实验：验证动量守恒定律
一、实验目的：验证动量守恒定律。
二、实验原理
质量为1m和2m的两个小球发生正碰，若碰前1m运动，2m静止，根据动量守恒定律应有：''111122mvmvmv因小球从斜槽上滚下的做平抛运动，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，则小球的水平速度若用飞行时间作单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离。所以只要测得小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入公式即112mOPmOMmON，若在实验误差允许的范围内成立，就验证了两小球组成的系统碰撞前后总动量守恒，式中OP、OM和ON的长度如图所示。
三、实验器材： 斜槽，大小相等质量不同的小钢球两个，重垂线一条，白纸，复写纸，天平一台，刻度尺，圆规，三角板
四、实验步骤
1、用天平测出两个小球的质量1m、2m，选质量大的小球作为入射球1m.
2、如图所示安装好实验装置，使斜槽的末端沿切线方向水平.
3、在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，当小球落在复写纸上时，便在白纸上留下了小球落地的痕迹.
4、在白纸上记下生垂线所指的位置O
5、先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度滚下，重复10次。用尽可能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
6、把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从原来的高度滚下，使它们发生碰撞。重复实验10次。用同样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
7、用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度，把两个小球的质量和相应的长度数值代入112mOPmOMmON看是否成立
8、整理好实验器材放回原处。
五、注意事项
1、入射小球1m和被碰小球2m大小应完全相同，且1m>1m.
2、入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下.
3、斜槽末端的切线方向必须水平. 2 4、两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上.
大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》[1]-推荐下载
1 普通大学物理实验设计性实验报告
实验题目 用气垫导轨验证动量守恒定律
班 级： 物理学 2011级（2）班
学 号： 2011433180
姓 名： 叶 乃 江
指导教师： 粟 琼 凯里学院物理与电子工程学院 2013 年6月 用气垫导轨验证动量守恒定律一、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。二、实验仪器气垫导轨全套，计时计数测速仪，物理天平。
三、实验原理 设两滑块的质量分别为m1和m2，碰撞前的速度为和，相碰后的速度为和。10v20v1v2v根据动量守恒定律，有 （1）2211202101vmvmvmvm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。其中和10v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20v挡光片的宽度为x，挡光片通过光电门的时间为t，即有。220110/,/txvtxv 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）2222112202210121212121vmvmvmvm
（1）若两个滑块质量相等，m1=m2=m，且令m2碰撞前静止，即=0。则由（1）、 20v（2）得到 =0， =1v2v10v即两个滑块将彼此交换速度。（2）若两个滑块质量不相等，，仍令=0，则有21mm20v 2211101vmvmvm
及 2222112101212121vmvmvm可得 ， 1021211vmmmmv1021122vmmmv当m1m2时，两滑块相碰后，二者沿相同的速度方向（与相同）运动；当m1 m210v时，二者相碰后运动的速度方向相反，m1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 仍令vvv21020v则有 v)mm(vm21101所以 10211vmmmv
高中物理实验用气垫导轨验证动量守恒定律
1 实验用气垫导轨验证动量守恒定律
【实验目的】
1、了解、认识气垫导轨的工作原理及使用方法。
2、验证相互作用的物体在碰撞中动量守恒。
【实验原理】
1、原来静止的两个物体的相互作用：在气垫导轨上放两个滑块，在两个滑块上装上弹簧圈，并用线把两个滑块拴在一起，让弹簧圈发生一些形变，使它们静止，把拴滑块的线烧断，两个滑块随即向相反方向运动。忽略气垫导轨的摩擦，两个滑块，弹簧圈组成的系统合外力为零，动量守恒，即0=m1v1+m2v2.。
2、弹性碰撞：两个物体碰撞后能完全恢复形变，碰撞前后不但动量守恒而且动能保持不变，，这种碰撞叫做弹性碰撞，在气垫导轨上放两个滑块，在两个滑块碰撞端装上弹性圈，让一个滑块静止在导轨上，另一个去撞击它，同理，两个滑块组成的系统动量守恒，即m1v1=m1v1’+m2v2。
3、非弹性碰撞：两个物体碰撞后产生的形变不能恢复，碰撞前后动量守恒，而动能不守恒，有一部分动能转化为其他形式的能，如果物体在碰撞后合在一起，这时动能损失最大，这种碰撞叫做完全非弹性碰撞。
本实验中，把气垫导轨上两个滑块的碰撞端分别装上粘片，碰撞时两个滑块粘在一起发生非弹性碰撞，动量守恒，即m1v1=（m1+m2）v
实验器材：1、气垫导轨装置：导轨、滑块两个、挡光条两个、光电 2 门四个、弹性圈两个、粘片两个、配重片若干。2、数字计时器两个，3、细线，4、火柴，5、天平、6、刻度尺，7、气源。
【实验步骤】
一、原来静止的物体相互作用：
1、 安装好气垫导轨，将两个滑块并置于两个光电门之间。如图1
2、 接通气源，调节导轨底部的支脚螺丝，使气垫导轨水平，观察滑块使其稳定地漂浮在导轨上。
3、 把栓滑块的线烧断，弹性圈弹开，两只滑块随即向相反的方向运动。
4、 用数字计时器分别记下两个滑块通过光电门的时间。
5、 用天平分别称出两个滑块的质量m1、m2，并记入表中。
6、 分别计算m1v1、m2v2，以及m1v1+m2v2，看动量是否守恒。