实验十六　验证动量守恒定律

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1、实验十六　验证动量守恒定律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．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．方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥．方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等．方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥．方案四：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、

2、刻度尺、圆规、三角板．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．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，

3、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．方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验1．测质量：用天平测出两小车的质量．2．安装：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，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥．3．实验：接通电源，让小车A运动，小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动．方案四：碰撞前后的速度测量是实验中误差的主要来源，若采用下列实验方法可避免速度的测量．如下图实验所示，将质量分别为m1和m2的两小球发生正碰，若碰前m1运动，m2静止，且m

4、1>m2，根据动量守恒定律应有：m1v1＝m1v′1＋m2v′2.图11．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．2．方案提醒：(1)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．(2)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．(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力．(4)若利用斜槽进行实验，入射球质量应大于被碰球质量，且入射球每次都必须从斜槽轨道同一位置由静止释放．3．探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变．1．系统误差

5、：主要来源于装置本身是否符合要求，即：(1)碰撞是否为一维碰撞．(2)实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力．2．偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量．3．改进措施：(1)设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件．(2)采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差．题型一对实验原理和实验方法的考查[例1]如图2所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则(　　)A．m1>m2，r1>r2B．m1>m2，r1m2

6、，r1＝r2D．m1

7、动结合进行验证等．变式1—1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B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相碰并粘在一起，继续做匀速运动，设计如图3a所示：图3在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为50Hz，长木板下垫着的小木板用以平衡摩擦力．(1)若已得到打点纸带如图3b所示，并测得各计数点间的距离．在图上标出A为运动起始的点，则应选________________段来计算A碰前的速度，应选______________段来计算A和B碰后的共同速度(填AB、BC、CD、DE)．(2)已测得小车A的质量m1

8、＝0.4kg，小车B的质