验证动量守恒定律（实验、探究）

《验证动量守恒定律（实验、探究）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、验证动量守恒定律（实验、探究）【实验目的】研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒.【实验原理】利用图-1的装置验证碰撞中的动量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞，两球均做平抛运动.由于下落高度相同，从而导致飞行时间相等，我们用它们平抛射程的大小代替其速度.小球的质量对以测岀，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式+加2巾‘，则可验证动量守恒定律.进一步分析可以知道，如果一个质量为的，速度为V!的球与另一个质量为加2,速度为P2的球相碰撞，碰撞后两球的速度分别为v/和才，则由动量守恒定律有：777]V）4-/772

2、^2=^IVj'+加2巾'【实验器材】两个小球（大小相等，质量不等）；斜槽;图-1重锤线；白纸；复写纸；天平；刻度尺；圆图・2规.【实验步骤】1.用天平分别称出两个小球的质量m和ni2:2.按图-2安装好斜槽，注意使其末端切线水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置0点.3.首先在不放被碰小球的前提下，让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打岀多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括任圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点（图-40）；4.将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；5

3、.让入射小球由某一定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤（3）的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N；6.过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度；7.将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）:mi•OP-m•OM+加2•ON【注意事项】1•“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件.2.测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度.3.斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态.4.入射球的质量应大于被碰球的质量.5.入射球每次都必

4、须从斜槽上同一位置由静止开始滚下.方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球.6.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.7.如・OP=m}•OM+m2・ON式屮相同的量収相同的单位即可.【误差分析】误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差.每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小.应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差.下列一些原因可能使实验产生误差：1.若两球不能正碰，则误差较大；2.斜槽末端若不水平，则得不

5、到准确的平抛运动而造成误差；3.0、P、M、N各点定位不准确带来了误差；4.测量和作图有偏差；5.仪器和实验操作的重复性不好，使得每次做实验时不是统一标准.【典型例题】记录纸6°弹位:cm)70例1（2000年全国高考）某同学用如图-3所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽，QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置Grfl静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各白的落点

6、痕迹.重攵这种操作10次.如图-41中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图-41所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐.（1）碰撞后B球的水平射程应取为cm.（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？、答：（填选项号）（米尺A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B.A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C.测量A球或B球的直径D.测量A球和〃球的质量（或两球质量之比）E.测量G点相对于水平槽面的高度解析（1）如图-4屮画出了B球的1（）个落点位置，实验屮应取平均位置.方法是：用最小的圆

7、将所有点圈在里面，圆心位置即为落点平均位置，找准平均位置,读数吋应在刻度尺的最小刻度后血再估读一位.答案为64.7cm（从64.2cm到65.2cm的范围内都正确）（2）本实验的装置将教材上的实验装置作了微小变化，把放被碰小球的支座去掉，而把被碰小球放在靠近槽末端的的地方，使得被碰小球B和入射小球A都从O点开始做平抛运动，II两球平抛时间相同，以平抛时间为时间单位，则平抛的水平距离在数值上等于平抛初速度.设A未碰B,平抛水平位移为m；A、B相碰后，A、B两球的水平位移分别为Sa，、Sb',A、B质量分别为加a、加b，则碰前A的