验证动量守恒定律.docx

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1、验证动量守恒定律实验目的　验证动量守恒定律．实验原理质量为m1和m2的两个小球发生正碰，若碰前m1运动，m2静止，根据动量守恒定律应有：m1v1＝m1v′1＋m2v′2因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，则小球的水平速度若用飞行时间作时间单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离．所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入公式就可验证动量守恒定律．即m1OP＝m1OM＋m2ON，式中OP、OM和ON的意义如图所示．实验器材　斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、

2、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规、三角板．实验步骤1．先用天平测出小球质量m1、m2.2．按图6－4－2那样安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，把被碰小球放在斜槽前端边缘处，调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度，且碰撞瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行，以确保正碰后的速度方向水平．3．在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸．4．在白纸上记下重垂线所指的位置O.5．先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点P.6．

3、把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从同一高度滚下，使它发生正碰，重复10次，仿步骤(5)求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N.7．用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度．8．整理好实验器材放回原处．误差分析　实验中发现碰撞后系统(m1、m2)水平方向的总动量小于碰撞前系统水平方向的总动量，误差主要来源于：1．难做到准确的正碰，则误差较大；斜槽末端不水平，得不到准确的平抛运动而造成误差．2．O、P、M、N各点定位不准确，测量和作图有偏差．注意事项1．本实验中两个小球质量不同，一定是质量大的作入射球，质量小的作被碰球，如

4、果用质量小的与质量大的相碰，则质量小的球可能被反弹，这样就不能准确测定入射小球碰后的速度．2．该实验要确保斜槽末端水平．检验是否水平的方法是：将小球轻轻放在斜槽末端的水平部分的任一位置，若小球均能保持静止，则表明斜槽末端已水平．3．保证入射小球每次必须从同一高度由静止滚下，且尽可能的让小球的释放点高些．4．实验过程中，实验桌、斜槽及白纸的位置始终不变．5．在计算时一定要注意m1、m2和OP、OM、ON的对应关系．例题★★某同学用图甲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

5、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G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．B球落点痕迹如图乙所示，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？________.(填选项号)A．水平槽上未放B球时，测

6、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球与B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(1)64.7(从64.2cm到65.2cm的范围内都正确)(2)ABD★在做“验证动量守恒定律”的实验中，不需要测量的物理量有(　　)A．入射小球和被碰小球的质量B．入射小球和被碰小球的直径C．入射球开始滚下时的初始位置与碰撞前位置的高度差D．入射球未碰撞时飞出的水平距离C★在“验证动量守恒定律”的实验中，关于入射小球在斜槽中释放点的高低对实验影响的说法中，正确的是(　　

7、)A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，误差越小B．释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C．释放点越高，两球相碰时相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，水平槽对被碰小球的阻力越小BC★在“验证动量守恒定律”的实验中，产生误差的主要原因是(　　)A．碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向B．小球在空气中飞行时受到空气阻力C．通过复写纸描得的各点，不是理想点，有一定的大小

8、，从而带来作图上的误差D．测量长度时有误差ACD★如图在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小