实验=验证动量守恒定律

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1、-4-验证动量守恒定律 课堂笔记一、实验要点：(一)实验目的验证碰撞中的动量守恒．(二)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mlvl＝m1v1＇＋m2v2＇．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．(三)实验器材斜槽、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规．

2、图8－6－1(四)实验步骤：①先用天平测出小球质量m1和m2．②按图2—6-1所示安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，以确保正碰前、后的速度方向水平．③在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸．④在白纸上记下重垂线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置，如图2-6-2所示．图8-6-2⑤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把被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正碰，重复10次，仿步骤⑤求出入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点

3、的平均位置N．⑦过O和N在纸上作一直线，O就是被碰小球碰和入射小球碰撞时的球心投影位置．⑧用刻度尺量出线段OM、，OP、ON-4-的长度．把两小球的质量和相应的速度数值代入ml×OP＝m1×OM＋m2×ON．⑨整理实验器材放回原处．注意事项①要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上．②应使入射小球的质量大于被碰小球的质量．③每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下．可在斜槽上适当高度处固定一挡板，使小球靠着挡板，然后释放小球．④白纸铺好后不能移动．例题分析[例1]“验证动量守恒定律”实验装置如图2-6

4、-2所示．让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下，与静止在支柱上质量为m2的小球发生对心碰撞，则：(1)两小球质量的关系应满足A．m1＞m2B．m1＜m2C．m1＝m2D．没有限制(2)实验必须满足的条件是()A．轨道末端的切线必须是水平的B．斜槽轨道必须光滑C．入射球m1每次必须从同一高度滚下D．入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度(3)实验中必须测量的量是()A．小球的质量m1和m2B．小球半径R1和R2C．桌面离地的高度HD．小球起始高度E．从两球相碰到两球落地的时间F．小球m1单独滚下的水平距离G．两小球m1和m2相碰后飞出的水平距离解析：(

5、1)为防止反弹造成入射球返回斜槽，要求入射球质量大于被碰球质量，即:m1＞m2，故选A．(2)为保证两球从同一高度做平抛运动，实验中斜槽轨道末端的切线要调成水平；为保证实验有较好的重复性以减小误差，实验中要求入射球每次从同一高度滚下；为保证两球发生一维正碰，实验中要求调整装置使两球在碰撞瞬间在同一高度．因本实验验证的是碰撞前后动量守恒，故不要求斜槽轨道必须光滑，故选ACD．-4-(3)本实验必须测量的量是两小球质量m1和m2，入射球m1单独滚下的水平距离和两小球m1与m2相碰后飞出的水平距离．因小球脱离轨道口后做的是相同高度的平抛运动，因此两球碰后落地时间相等，两小

6、球水平分运动的时间也相等，故可以利用水平距离的测量代替速度的测量，所以不需要测量桌面离地的高度及两小球碰后落地的时间．因验证的是碰撞前后的动量是否守恒，所以，小球起始高度也不需测量，故选AFG．同步练习1．研究碰撞中的动量守恒实验中，入射球在斜槽上释放点的高低对实验影响的下列说法中，正确的是()A．释放点越低，小球受阻力越小，入射球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，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，支柱对被

7、碰小球的阻力越小2．在“验证动量守恒定律”实验中，下列关于小球落点说法正确的是()A．如果小球每次从同一点无初速释放，重复几次的落地点一定是重合的；B．由于偶然因素存在，重复操作时，小球的落点不重合是正常的，但落点应当比较密集C．测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、P3…P10，则OP应取OP1、OP2、OP3…OPl0的平均值，即OP＝1/10(OP1＋OP2＋…＋OP10)D．用半径尽量小的圆，把P1、P2、P3…P10圈住，这个圆的圆心是入射小球落点的平均位置P3.在做“碰撞中的动量守恒”的实验中．入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初