实验：验证动量守恒
动量守恒定律实验报告
动量守恒定律实验报告
实验目的：验证动量守恒定律。
实验器材：弹簧振子、滑轨、小车、指绊尺、光电门、数据采集仪等。
实验原理：动量守恒定律指出，在相互作用的两个物体组成的封闭系统中，当没有外力作用时，系统内的所有物体的动量之和保持不变。
动量（p）定义为物体的质量（m）乘以其速度（v）：p = m * v。
实验步骤：
1. 在滑轨的一端安装弹簧振子，将其拉至一定的位移并释放。
2. 将小车放在滑轨的另一端，调整小车的位置使其面对弹簧振子的运动方向。
3. 在适当的位置安放挡尺，使弹簧振子与小车发生碰撞。
4. 同时连接光电门和数据采集仪，通过采集数据分析碰撞前后小车的速度变化。
5. 重复实验多次，记录数据并计算动量差。
实验数据处理：
1. 计算弹簧振子和小车的质量，并测量它们的初始速度。
2. 根据光电门采集到的数据，计算碰撞后小车的速度。
3. 根据动量守恒定律，计算碰撞前后系统的总动量，并分析动量的变化。
实验结果分析：
1. 根据实验数据计算出系统的总动量，在无外力作用的情况下，总动量应保持不变。
2. 比较碰撞前后的动量差，如果两者非常接近或几乎相等，则验证了动量守恒定律。
3. 如果实验结果存在较大的误差，可以考虑系统内部存在摩擦力等外力的作用。
实验结论：
通过对弹簧振子和小车碰撞实验的数据分析，我们验证了动量守恒定律的正确性。
在无外力作用的封闭系统中，系统内物体的总动量保持不变。
这一实验结果与动量守恒定律的理论预期相符。
实验过程中可能存在精度误差，可以通过增加实验次数、改善实验装置等方法进行进一步验证。
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.。
动量守恒定律的实验验证
动量守恒定律的实验验证动量守恒定律是物理学中的基本定律之一，它在描述物体运动时起着重要的作用。
为了验证动量守恒定律的有效性和可靠性，进行了一系列实验。
实验一：弹性碰撞实验在实验室中，准备了两个相同质量的小球A和B，它们分别处于静止状态，相距一定距离。
首先给小球A以某一初速度，让其沿着一条直线轨道运动。
当小球A与小球B发生完全弹性碰撞后，观察两球的运动情况。
实验结果显示，小球A在碰撞前具有一定的动量，而小球B则静止。
在碰撞后，小球A的速度减小而改变了运动方向，而小球B则具有与小球A碰撞前小球A相同大小的速度，并沿着小球A碰撞前运动的方向运动。
实验结果表明，碰撞过程中总动量守恒，即小球A的动量减小，而小球B的动量增加，两者之和保持不变。
实验二：非弹性碰撞实验在实验室中，同样准备了两个相同质量的小球A和B，它们分别处于静止状态，相距一定距离。
与实验一不同的是，在这次实验中，小球A与小球B发生非弹性碰撞。
实验结果显示，小球A与小球B发生碰撞后，它们黏在一起并以共同的速度沿着小球A碰撞前运动的方向运动。
与弹性碰撞不同的是，碰撞过程中能量有一部分转化为内能而被损失，因此总动量守恒，但总机械能不守恒。
实验三：爆炸实验在实验室中，放置了一块弹性墙壁，并将一个质量较大的小球C静止放在墙壁前方。
在小球C与墙壁发生碰撞时，观察碰撞后的情况。
实验结果显示，当小球C与墙壁发生碰撞时，小球C的动量改变，由静止变为运动状态。
这说明，碰撞过程中小球C获得了墙壁的动量。
根据动量守恒定律，小球C的动量增加被墙壁吸收，总动量守恒。
通过以上实验可以得出一个普遍的结论：在孤立系统中，如果没有外力作用，系统总的动量保持不变。
这就是动量守恒定律的实验证明。
总结：动量守恒定律是物理学中非常重要的定律之一，通过弹性碰撞、非弹性碰撞和爆炸等实验证明了动量守恒定律的有效性和可靠性。
实验结果表明，无论是弹性碰撞还是非弹性碰撞，总的动量保持不变，只有部分能量转化或损失。
动量守恒的实验验证
动量守恒的实验验证动量守恒是物理学中的重要定律之一，它表明在一个系统内，当没有外力作用时，系统的总动量将保持不变。
本文将介绍几种实验验证动量守恒的方法。
一、小球碰撞实验1.实验目的通过观察小球碰撞过程，验证动量守恒定律。
2.实验材料两个相同质量的小球、平滑水平面3.实验步骤- 将两个小球置于水平面上，使它们保持静止。
- 以一定的速度使一个小球向另一个小球运动。
- 观察碰撞过程中两个小球的运动状态。
4.实验结果分析如果两个小球碰撞之后静止，或者以相同的速度相背而去，那么可以得出结论：系统的总动量在碰撞过程中守恒。
二、火箭发射实验1.实验目的通过火箭发射实验，验证动量守恒定律。
2.实验材料小型火箭模型、发射器、计时器3.实验步骤- 在室外安全的地方进行实验。
- 将火箭模型放入发射器中。
- 点燃火箭模型的发动机。
- 使用计时器记录火箭从发射器射出到完全停止的时间。
4.实验结果分析在火箭发射过程中，如果火箭以一定的速度射出，并且在空中逐渐减速直至停止，那么可以得出结论：火箭前后的动量改变之和等于零，验证了动量守恒定律。
三、弹簧振子实验1.实验目的通过观察弹簧振子的运动过程，验证动量守恒定律。
2.实验材料弹簧振子装置、标尺、计时器3.实验步骤- 将标尺固定在垂直方向上，用于测量振子的位移。
- 将弹簧振子拉到一定距离，释放后观察其振动过程。
- 使用计时器记录振子从一个极端位置振动到另一个极端位置的时间。
4.实验结果分析弹簧振子在振动过程中，如果振幅和周期保持一致，可以得出结论：振子在每个极端位置的动量改变之和等于零，并验证了动量守恒定律。
综上所述，通过小球碰撞实验、火箭发射实验和弹簧振子实验，我们可以验证动量守恒定律的有效性。
这些实验结果证明了在没有外力作用时，系统的总动量将保持不变的原理。
对于我们理解物体运动和相互作用具有重要意义，并在工程设计和科学研究中发挥着重要作用。
第4节 实验：验证动量守恒定律
1.找一个碰撞过程，设计实验装置
2.设法测量出碰撞前后系统的动量
3.比较前后动量的大小关系
4.处理数据并得出结论
第4节 实验：验证动量守恒定律
目录
方案一：气垫导轨法
方案二：打点计时器法
方案三：单摆法
方案四：抛体法
一、气垫导轨法
1.天平测质量m
2.光电门测速度V
(1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后A、B
两球的速度(设A、B两球碰前的速度分别为vA、vB，
碰后速度分别为vA′、vB′)，则vA＝________________，
( − )
vA′＝________________，
( − ) vB＝____，
0 vB′＝__________。
【典例1】在“验证动量守恒定律”实验中常会用到气垫导轨，导轨与滑块
之间形成空气垫，使滑块在导轨上运动时几乎没有摩擦。现在有滑块A、B
和带竖直挡板C、D的气垫导轨，用它们验证动量守恒定律，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mA、mB；
b．调整气垫导轨使之水平；
3.列表处理数据
注意：导轨一定保持水平
质
量
速
度
mv
碰撞前
m1
m2
m1
m2
v1
v1’
v2’
v2
m1v1+m2v2
碰撞后
m1v1’+m2v2’
一、气垫导轨法
1.天平测质量m
2.光电门测速度V
3.列表处理数据
①在两车碰撞处加轻弹簧，使
验证动量守恒定律实验中减少误差的几种方法
验证动量守恒定律实验中减少误差的几种方法一、实验介绍1.1 动量守恒定律动量守恒定律是物理学中的一个基本定律，指的是在一个孤立系统中，当没有外力作用时，系统总动量保持不变。
即：对于任意两个物体，它们之间的相互作用力大小相等、方向相反，且作用时间相同，则它们的动量变化量大小相等、方向相反。
1.2 实验目的验证动量守恒定律，并探究减少误差的方法。
1.3 实验器材弹簧测力计、光电门、小球（两个）、直线轨道。
1.4 实验步骤① 将直线轨道固定在水平面上；② 将小球放置在轨道的一端；③ 用弹簧测力计将另一个小球拉到一定距离处；④ 松开另一个小球，使其沿着轨道滚动，并通过光电门测出滚动时间和滚动距离；⑤ 重复实验多次，并记录数据。
二、误差分析2.1 系统误差由于实验器材和环境等因素的影响，在实验中可能会产生系统误差。
例如：光电门的灵敏度不同、弹簧测力计的刻度误差等。
2.2 随机误差由于实验过程中人为操作、读数等因素的影响，可能会产生随机误差。
例如：小球滚动的起始位置不同、滚动速度不同等。
三、减少误差的方法3.1 减少系统误差① 选择合适的实验器材：选择精确度高、灵敏度稳定的光电门和弹簧测力计，可以减少系统误差；② 校正仪器：在实验前对仪器进行校正，调整光电门和弹簧测力计的灵敏度和刻度，可以减小系统误差；③ 控制环境：将实验室控制在相对稳定的环境中，例如温度、湿度等方面尽量保持一致。
3.2 减少随机误差① 重复实验多次：通过重复实验多次，可以减小随机误差；② 控制变量：尽量保持各项条件一致，例如小球滚动时起始位置和滚动速度尽量相同；③ 人为因素控制：操作人员应该专注于操作过程，并严格按照实验步骤进行操作，避免因为个人因素带来的误差。
四、实验结果通过多次实验，可以得到小球滚动的时间和距离数据，进而计算出小球的动量变化量。
根据动量守恒定律，可以得出两个小球之间的相互作用力大小和方向。
五、结论本实验验证了动量守恒定律，并探究了减少误差的方法。
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．
动量守恒的实验
动量守恒的实验动量守恒是物理学中一个重要的理论原则，它指出在一个孤立系统中，动量的总量始终保持不变。
为了验证动量守恒的理论，我们可以进行以下实验。
实验设计：实验目的：验证动量守恒定律。
实验器材：弹性小球、平滑水平面、光栅、光电门、弹簧秤、直尺、计时器等。
实验步骤：1. 将光栅固定在一块水平面上，并将其放置在宽大于小球直径的平滑水平面上。
2. 将光电门安装在光栅边缘的两侧，确保小球通过光栅时能够被准确地检测到。
3. 将弹簧秤固定在水平面的一侧，使其与光电门对齐。
4. 选择一个合适的实验小球，并将其置于弹簧秤上。
5. 用直尺测量小球到光电门的距离，并记录下来作为初始距离。
6. 启动计时器，并轻轻拉开小球，使其沿着平滑水平面向光栅运动。
7. 当小球通过光电门时，记录经过的时间，并记录下来。
8. 重复以上步骤多次，取平均值以提高实验结果的准确性。
实验结果：根据实验数据，我们可以计算出小球通过光电门时的速度，进而计算出其动量。
利用动量守恒原理，我们可以比较初始状态下小球的动量与通过光栅后的动量是否相等，验证动量守恒定律是否成立。
讨论与结论：通过多次实验，并进行数据分析，我们得出以下结论：1. 在这个实验中，我们验证了动量守恒定律的有效性。
无论小球的初始速度大小如何，通过光栅后的动量总是等于初始动量。
2. 实验结果的准确性受到许多因素的影响，如光电门的精确度、计时器的准确性以及平滑水平面的平整程度等。
在实验过程中要注意这些因素，并尽量减小其对实验结果的影响。
3. 通过对实验数据的分析，我们还可以进一步研究动量守恒定律在不同条件下的适用性。
例如，可以改变水平面的倾角，观察小球通过光栅后的动量是否仍然守恒。
动量守恒定律在物理学中起着重要的作用，它不仅可以解释许多物理现象，还应用于工程设计和交通安全等领域。
通过实验验证动量守恒定律的有效性，有助于加深对物理学原理的理解，并为日常生活和科学研究提供参考依据。
结论：根据以上实验结果和讨论，我们可以得出结论：动量守恒定律在本实验中得到了有效的验证。
人教版2019高中物理选择性必修一1 .4实验：验证动量守恒定律 课件(共28张PPT)
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
mA＞mB , 运动滑块A撞击静止滑块B。 mAv1=mA·v2+mBv3
运动滑块A撞击静止滑块B，撞后两者粘在一起。
mAv=(mA+mB)v
共
两静止滑块被弹簧弹开，一个向左，一个向右 0=mAvA-mBvB
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
实验结论： 第一种情况：动能之和不变 第二种情况：动能之和减小 第三种情况：动能之和增大
第一章 动量守恒定律
第4节 验证动量守恒定律
实验思路
物理量的测量
实验目的：验证动量守恒
问题1：如何处理矢量的方向呢？ 规定正方向 问题2：如何设计实验？保证为一维碰撞？ 问题3：需要测量哪些物理量呢？
利用运动学知识，如匀速运动、平抛运动，借助于斜槽、气垫导轨、 打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
（4）考虑到速度的矢量性，记录数据时应规定正方向。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。
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
5.误差分析 (1)碰撞可能不是精确的一维碰撞。 (2)碰撞中其他力(例如：摩擦力、空气阻力等)的影响带来的误差。 (3)测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测量和读数，同时增加 测量次数，取平均值，尽量减小偶然误差的影响。
方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律
实验装置 两个小球
方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律
实验
m1
原理 h
m2
斜槽末端切向水平
落点确定： 圆心即为小球 平均落点
为防止A球反弹， m1＞m2
M
N
测出碰撞前后各球落点到O间的距离xOP、xOM、xON，各球空中运动时间均相同，
物理实验技术中对动量守恒的验证方法
物理实验技术中对动量守恒的验证方法动量守恒定律是物理学中最基本的定律之一，它描述了在没有外力作用时物体的总动量保持不变。
在物理实验中，我们可以利用一些具体的方法去验证动量守恒定律的有效性。
下面将介绍一些常见的物理实验技术中对动量守恒的验证方法。
1. 弹性碰撞实验弹性碰撞是指两个物体相互碰撞后能够完全弹开的过程。
弹性碰撞实验可以验证动量守恒定律在弹性碰撞条件下的有效性。
实验中，我们可以利用两个小球进行碰撞，测量碰撞前后两个小球的质量和速度。
根据动量守恒定律，碰撞前后两个小球的总动量应该保持不变。
通过测量和计算，可以验证动量守恒定律在弹性碰撞中的适用性。
2. 不可压缩流体的流动实验不可压缩流体的流动实验是验证动量守恒定律在流体运动中的应用的一种常见方法。
在实验中，可以利用一个封闭的水管系统和一些流量计来测量水流的速度和质量。
根据动量守恒定律，当流体通过狭窄区域时，流速会增加，而流量会减小。
通过测量和计算水流在不同区域的速度和质量，可以验证动量守恒定律在不可压缩流体中的适用性。
3. 火箭发射实验火箭发射实验是验证动量守恒定律在火箭运动中的适用性的一种常见方法。
实验中，可以利用一个小型的火箭模型和一个压力计来测量推力和质量。
根据动量守恒定律，在没有外界作用力的情况下，火箭从喷射燃料气体的推力推动下逐渐加速。
通过测量和计算火箭的推力和质量，可以验证动量守恒定律在火箭运动中的有效性。
4. 引力实验引力实验是验证动量守恒定律在物体受到引力作用时的适用性的一种常见方法。
实验中，可以利用一个小球和一个吊线来模拟引力的作用。
根据动量守恒定律，在没有外力作用的情况下，小球在吊线上可以保持静止或做简谐振动，并且总动量应该保持不变。
通过测量和计算小球在不同位置的速度和质量，可以验证动量守恒定律在引力作用下的有效性。
综上所述，物理实验技术中有许多可以验证动量守恒定律的方法。
这些实验可以通过测量和计算物体在不同条件下的速度和质量，从而验证动量守恒定律的有效性。
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游标卡尺的使用 1、原理
10分度游标卡尺
主尺为mm刻度尺，最小分度为1mm。 游标尺总长9mm，分成10等份，每份 0.9mm,每格与主尺的最小分度差0.1mm。
2、读数规则 先读主尺整的毫米数，再读游 标尺与主尺刻度线对齐的格数 测量值=主尺数+格数×精度（mm） 游标卡尺不估读
变形： m1
m1 m 2
m1 • OP = m1 • OM + m2 • ON
用频闪照片验证动量守恒定律 A、B两滑块在同一光滑水平面上相向运动发生正 碰（碰撞时间极短），用闪光照相闪光4次拍得照 片如图，已知闪光间隔为T，而闪光持续时间忽略 不计，在这4次闪光的时间内，A、B 两滑块均在 0~80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A 恰 好通过x1=55cm处，滑块B恰好通过x2=70cm处， 问（1）碰撞发生 在何处？（2）碰 0 10 20 30 40 50 60 70 80 x 撞发生在第一次 闪光后多少时间？ A A AA B B （3）两滑块质量 4 3 2据处理 小球m1质量（m1/kg） 小球m2质量（m2/kg） 小球m2直径（d/mm） OP长度（L/mm） OM长度（L1/mm） O’N长度（L2/mm） m1×OP m1×OM＋m2×O’N
m1×OP＝ m1×OM＋m2×O’N
？
m1
m1 m 2
m1 • OP = m1 • OM + m2 • O' N
6、测量OP、OM、O’N的长度并记录
7、计算并验证
m1
m1 m 2
m1 • OP = m1 • OM + m2 • O' N
三、注意事项 1．保证小球m1每次都由同一适当位置滚下 2．保证斜槽末端水平（ m1 在斜槽末端不滚动） 3．调节立柱使两球等高对心正碰（O、M、P和N 在同一直线上） 4．分别用最小的圆包围小球在M、P和N的落点， 圆心就是M、P和N所在位置
m1
m1 m 2 一、原理： m1、m2系统动量守恒
m1v1 m1v1 ' m2v2 '
OP OM O' N m1 = m1 + m2 t t t
m1 • OP = m1 • OM + m2 • O' N
m1 • OP = m1 • OM + m2 • O' N
二、步骤
1、测两小球质量：天平 2、安装实验装置 3、定O点、O’点（测量小球半径：游标卡尺） 4、找P点（m1重复10次从同一高度滑下，最小圆法） 5、找M点和N点（m1从同一高度滑下，与m2发生正 碰，重复10次，最小圆法）