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。
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.。
验证动量守恒定律实验19706
验证表达式： m1.OP=m1.OM + m2O'N
保证“水平”和“正碰”及
正确测量三个落点的相对位置P、
M、2N02是1/11实/14 验成败的关键．
2
m1.OP=m1.OM+m2O' N
二、实验器材
斜槽，两个大小相等、质量不同的小球，重锤线，复写纸
白纸，__天___平___、__刻__度__尺___，游标卡尺、圆规等．
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四、实验操作
1.用天平测出两个小球的质量m1、m2. 选质量大的作为入射球m1. 2.按图所示安装好实验装置，使斜槽
的末端_切__线__水__平__．把被碰球放在斜槽
前的支柱上,调节实验装置使两球处于
__同__一__高__度___.
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
A、小球每次都能水平飞出槽口
B
B、小球每次都以相同的速度飞出槽口
C、小球在空中飞行的时间不变
D、小球每次都能对心碰撞
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4.在本实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末 端点的切线保持水平，这样做的目的是为了使
A、入射球得到较大的速度
B
B、入射球与被碰小球对心碰撞后的速度为水平 方向
(2)实验中必须测量的物理量是___A__F_____．
A．小球的质量m1和m2 C．小球半径R1和R2 E．桌面离地面的高度H
B．小球起始高度h D．小球起飞的时间t F．小球飞出的水平距离s
79.. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律
的实验，在小车 A 的前端粘有橡皮泥，设法使小车 A 做 匀速直线运动，然后与原来静止的小车 B 相碰并粘在一
1、碰撞与动量守恒 (实验 验证动量守恒定律)
②Δp=0( 系统总动量不变) . ③Δp1=- Δp2( 相互作用的两物体组成的系统, 两物体动量增量大小相等、方向相反) . (4)动量守恒定律的“四性” 矢 量 性 相 对 性 同 时 性 系 统 性 动量守恒定律的表达式为矢量方程, 解题应选取统一的正方向 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度( 没有特殊说明要选地球这个参考 系) . 如果题设条件中各物体的速度不是相对同一参考系时, 必须转换成相对同一 参考系的速度 动量是一个瞬时量, 表达式中的 p1、p2„必须是系统中各物体在相互作用前同一 时刻的动量, p1' 、 p2' „必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量, 不同时 刻的动量不能相加 研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统, 而不是其中的一个物体, 更不能题中有几个物体就选几个物体
要 点 例 析
动
1. 动
名称
量
动
守
能
恒
、
定
动
律
量
及
变
其
化
应
量
用
的 比 较
量
、
动
项目
量
动
能
动
量
变
化
量
定 定 式 矢 性 特 关 方
义 义 标 点 联 程
物
体
的 积 p 矢 = 量 态
质
量物 和体 速由 度于 的运 乘 物动 体 而 末具 动 有 量的 与 能 量 差 v E k= m v
1 2
2
m
Δp 量 矢 量 过
质量 m 和速度 v的测量
多次测量求平均值
①碰撞是否为一维碰撞 ②实验是否满足动量守恒条件. 如气垫导轨是否水平, 两球 是否等大, 是否平衡摩擦力等等
《实验：验证动量守恒定律》 知识清单
《实验：验证动量守恒定律》知识清单一、实验目的验证在碰撞过程中动量守恒定律是否成立。
二、实验原理1、动量守恒定律：如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：对于两个相互作用的物体，若初动量分别为 p1 和 p2 ，末动量分别为 p1' 和 p2' ，则有：m1v1 ＋ m2v2 ＝ m1v1' ＋ m2v2' 。
3、实验中，通过测量物体碰撞前后的速度，计算出碰撞前后的动量，比较它们是否相等，从而验证动量守恒定律。
三、实验器材1、气垫导轨、光电门、数字计时器。
2、滑块（两个，质量不同）。
3、天平（用于测量滑块的质量）。
四、实验步骤1、用天平测量两个滑块的质量 m1 和 m2 。
2、安装气垫导轨，使其水平放置，并连接好光电门和数字计时器。
3、给滑块一定的初速度，使其在气垫导轨上运动，记录通过光电门的时间 t1 和 t2 ，从而计算出滑块碰撞前的速度 v1 和 v2 。
4、让两个滑块在气垫导轨上发生碰撞，再次记录通过光电门的时间 t1' 和 t2' ，计算出碰撞后的速度 v1' 和 v2' 。
5、重复实验多次，减小实验误差。
五、数据处理1、计算碰撞前后两个滑块的动量。
碰撞前的动量：p1 ＝ m1v1 ，p2 ＝ m2v2 ，总动量 P ＝ p1 ＋ p2 。
碰撞后的动量：p1' ＝ m1v1' ，p2' ＝ m2v2' ，总动量 P' ＝ p1' ＋p2' 。
2、比较碰撞前后的总动量 P 和 P' ，若在误差允许范围内相等，则验证了动量守恒定律。
六、注意事项1、气垫导轨要水平放置，可通过调节导轨底座的螺丝来实现。
2、滑块的运动要平稳，避免碰撞时发生跳动或偏离导轨。
3、测量速度时，要确保滑块通过光电门的速度稳定。
4、多次实验取平均值，以减小偶然误差。
《碰撞》实验探索碰撞中的物理规律
《碰撞》实验探索碰撞中的物理规律在物理学的广阔领域中，碰撞是一个引人入胜且充满奥秘的现象。
通过《碰撞》实验，我们能够深入探究其中隐藏的物理规律，揭开这一现象背后的神秘面纱。
碰撞现象在我们的日常生活中随处可见。
比如，两辆汽车的轻微追尾、台球桌上球与球的撞击、甚至是微观世界中粒子的相互作用等等。
而这些看似简单的碰撞，实际上蕴含着深刻的物理原理。
在进行《碰撞》实验之前，我们首先需要明确一些基本的概念。
碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞。
弹性碰撞是指在碰撞过程中，系统的动能守恒，碰撞前后物体的总动能保持不变。
而非弹性碰撞中，系统的动能会有损失，一部分动能会转化为其他形式的能量，比如内能。
为了更直观地研究碰撞，我们可以设计一个简单的实验。
准备两个质量不同的小球，将它们悬挂在同一高度，并让它们自由下摆，在最低点发生碰撞。
在这个实验中，我们可以通过测量小球碰撞前后的速度，来计算动能的变化，从而判断碰撞的类型。
假设我们有一个质量为 m1 的小球 A 和一个质量为 m2 的小球 B。
在碰撞前，小球 A 的速度为 v1，小球 B 的速度为 v2（v2 ＝ 0，因为 B 球初始静止）。
碰撞后，小球 A 的速度变为 v1'，小球 B 的速度变为v2'。
在弹性碰撞中，根据动量守恒定律和动能守恒定律，可以得到以下两个方程：m1v1 ＋ m2v2 ＝ m1v1' ＋ m2v2' （动量守恒）1/2m1v1²＋ 1/2m2v2²＝ 1/2m1v1'²＋ 1/2m2v2'²（动能守恒）通过解这两个方程，我们可以求出碰撞后两个小球的速度 v1' 和 v2'。
而非弹性碰撞的情况则相对复杂一些。
由于动能不守恒，会有一部分能量损失，所以计算起来会更加困难。
但我们仍然可以通过测量碰撞前后的速度，来大致判断能量的损失情况。
在实际的实验中，我们还需要考虑到各种误差因素。
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”。
实验课8 验证动量守恒定律
������ ℎ0+ℎ
考向1
考向2
考向3
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实验探究拓展 本实验的创新点是在实验器材方面使用气垫导轨。两个滑块均 在气垫导轨上运动,摩擦阻力可忽略不计,两滑块碰撞前后的速度 由纸带得出,进而验证动量守恒,或结合能量守恒进行验证。
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考向1
考向2
考向3
例3某同学利用电火花计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律 的实验。气垫导轨装置如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、 滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一 定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中 喷出,使滑块稳定地悬浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导 轨之间的摩擦而引起的误差。
答案 (1)保持水平 (2)> = (3)A C (4)B
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考向1
考向2
考向3
实验数据处理与误差分析
例2下图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点下方桌子的边沿有一竖直立柱。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。
(3)由题图甲所示装置可知,小球a和小球b相碰后,根据动量守恒 和能量守恒可知小球b的速度大于小球a的速度。由此可判断碰后 小球a、b的落点位置分别为A、C点。
(4)小球下落高度一样,所以在空中的运动时间t相等,若碰撞过程 满足动量守恒,则应有mav0=mava+mbvb,两边同乘以时间t可得 mav0t=mavat+mbvbt,即有 ma������������=ma������������+mb������������ ,故选项B正确。