实验七：验证动量守恒定律.ppt

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1、实验七：验证动量守恒定律1．实验原理：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′，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，即可验证碰撞前后动量是否守恒．2．实验方案实验需测量物体质量和速度，质量可用天平直接测量，测速度的方案有：(1)利用平抛运动测速度．利用平抛运动下落高度相同时，水平速度与水平距离成正比．此方案所用器材：斜槽，大小相等、质量不同的小钢球两个，重锤线一条，白纸，复写纸，天平，刻度尺，圆规，三角板．(2)利用光电门测速度，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

2、度．此方案所用器材：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．3．利用平抛运动测速度的实验原理(1)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，根据动量守恒定律应有m1v1＝m1v1′＋m2v2′.(2)各小球在同一高度做平抛运动，运动时间相等，则动量守恒时有m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N.(见图S7－1)4．利用平抛运动测速度的实验步骤(1)先用天平测出小钢球质量m1、m2.图S7－1(2)按要求安装好实验装置，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

3、槽前边的小支柱上，调节实验装置使两小球碰撞时处于同一水平高度，确保碰撞后的速度方向水平．(3)在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸．(4)在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射小球m1碰前的球心竖直投影的位置．(5)先不放被碰小球，让入射小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，圆心就是入射小球不碰时的落地点平均位置P.(6)把被碰小球放在小支柱上，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和被碰小球落点的平均位置N.(7)过O、N在纸上作一直线，取

4、OO′＝2r，O′就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影的位置．(8)用刻度尺量出线段OM、OP、O′N的长度，把两小球的质量和相应的水平位移数值代入m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N，看是否成立．(9)整理实验器材放回原处．5．利用平抛运动测速度实验的注意事项(1)斜槽末端必须水平．(2)入射小球每次都必须从斜槽上同一高度滚下．(3)白纸铺好后不能移动．(4)入射小球的质量应大于被碰小球的质量，即m1＞m2，且r1＝r2＝r.【跟踪训练】1．如图S7－2所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图.图S7－2(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被

5、碰小球质量为m2，半径为r2，则()CA．m1＞m2，r1＞r2C．m1＞m2，r1＝r2B．m1＞m2，r1＜r2D．m1＜m2，r1＝r2(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________(填下列对应的字母)．A．直尺C．天平B．游标卡尺D．秒表(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式______________________(用m1、m2及图中字母表示)成立，即表示碰撞中动量守恒．ACm1·OP＝m1·OM＋m2·ON2．某同学用图S7－3甲中所示装置通过半径相同的A、B

6、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，实验图中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S7－3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________.(2)在以下选

7、项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：______________(填选项号)．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点的距离图S7－3甲乙C.测量A球或B球的直径D.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)E.测量G点相对水平槽面的高度答案：(1)64.7(2)ABD解析：(1)将10个点圈在内的最小圆的圆心作为落点平均位置，可由刻度尺测得碰撞后B球的水平射程为64.7，因最后一位数字为估计值，所以允许误差±0.1，因此64.6和64.8也是正确的．(2)从同一高度做平抛运动的物体飞行时间

8、t相同，所以需要测出的量有：不碰时A球的水平射程，碰后A球的水平射程，题型实验过程的考查和实验结论的应用【例题】(2011年北京卷)如图