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课件网) 第一章 动量守恒定律 第4节 验证动量守恒定律 实验思路 动量守恒定律的适用条件是系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0。因我们生活中常见的碰撞近似满足动量守恒的条件，故我们可以通过碰撞实验来验证动量守恒定律。 问题1：如何处理矢量的方向呢？ 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？ 规定正方向 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。 实验目的：验证动量守恒 物理量的测量 在一维碰撞(碰撞前后物体都在同一直线上运动)的情况下,令两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前的速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1'、v2',如果速度的方向与设定的坐标轴的正方向一致,取正值,反之则取负值。测出m1、m2,v1、v2,v1'、v2',若m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',那么碰撞中动量守恒。 数据分析 v1 m1 m2 气垫导轨 碰撞滑块 光电门 L 挡光条 导轨水平 实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 2.实验原理 （1）质量的测量：天平称量出滑块质量m1，m2 （2）速度的测量： 利用公式 测出碰前m1的速度v1和碰后m1的速度v1 和m2的速度v2 Δx—遮光条宽度 Δt—遮光条经过光电门的时间 （3）利用加重物来改变滑块的质量 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 (4)不同碰撞情况的实现： 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 3.实验步骤 (4)使两滑块依次发生上图三种碰撞情况，计算滑块碰撞前后的速度。 (1)用天平测量两滑块的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。 (2)安装光电门，使两个光电门之间的距离约为50cm。 (6)整理实验仪器，数据处理，寻找守恒量。 (5)改变滑块质量，重复步骤(4)。 (3)导轨通气后，调节气垫导轨水平，使滑块在气垫导轨上保持不动或。 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 4.注意事项 （1）保证是一维碰撞。 （2）气垫导轨是一种精度较高的现代化教学仪器。切忌振动、重压，严防碰伤和划伤，绝对禁止在不通气的情况下将滑行器在轨面上滑磨。调整水平时注意利用水平仪。 （3）由于碰撞的情形很多，猜想的不变量只有在各种方案中都不变才能符合要求，成为实验结论。 （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。 两静止滑块被弹簧弹开，一个向左，一个向右 运动滑块A撞击静止滑块B，撞后两者粘在一起。 弹性碰撞架 mAv1=mA·v2+mBv3 mAv=(mA+mB)v共 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 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 实验装置 斜槽（末端水平） 两个小球 两个小球 复写纸 白纸 天平、刻度尺、重垂线 方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律 h 斜槽末端切向水平 为防止A球反弹， m1＞m2 落点确定： P M N O m1 m2 实验原理 圆心即为小球平均落点 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，设为 ... ...
