实验：验证动量守恒定律 讲义-高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.docx

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1、选择性必修一 实验：验证动量守恒定律五、实验：验证动量守恒定律1.实验目的：验证动量守恒2.实验原理：3.实验过程：【方案一】研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒4.注意事项（1）实验之前需要将气垫导轨调节水平；（2）实验时应该确保发生的是一维碰撞；（3）测量挡光片的宽度时应尽量减小误差；【方案二】用平抛演示仪装置验证动量守恒定律【实验步骤】1.先用天平称量出两个小球的质量mA、mB；2. 安装好实验装置，注意使实验器的斜槽末端点的切线水平；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，它表示入射小球 mA碰撞前球心的竖直投影点；5. 先不放被碰小球，让入射小

2、球从斜槽上同一位置处静止滚下，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撞时的落地点；6. 把被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球从同一位置静止滚下，使它们发生正碰，重复 10 次，同理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. 用刻度尺测出线段 OM、OP、ON 的长度，把两小球的质量和相应的水平位移数值代入m1OPm1OMm2ON，看等式是否成立；【注意事项】1. 斜槽末端要切线要水平；2. 每次小球下滑要从同一位置处由静止释放；3. 要保证对心碰撞，两球必须大小相等；4. 小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点

3、都圈在里面，该小圆的圆心即为小球的平均落点 ；5. 入射小球的质量mA和被碰小球的质量mB的大小关系是mA mB 。【例1】某小组用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。实验时先让质量为的入射小球A从斜槽上某一固定位置C由静止释放，小球A从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把质量为的被碰小球B放在水平轨道末端，仍将小球A从位置C由静止释放，小球A和B碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。回答下列问题：（1）上述实

4、验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有_。A小球A和小球B的质量、 B斜槽末端离地面的高度C位置C到斜槽末端的高度差 D两小球与斜槽间的动摩擦因数（2）当所测物理量满足表达式_（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。（3）若测得各落点痕迹到O点的距离OM=2.68cm，OP=8.62cm，ON=11.50cm，并知小球A、B的质量比为，则系统碰撞前总动量与碰撞后总动量的百分误差_（结果保留一位有效数字）。（4） 某实验小组设计用如图丙所示装置来研究碰撞前后动能的变化，使小球从斜槽轨道滚下打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。使用

5、质量为的小球D和质量为的小球E进行实验，其他操作重复验证动量守恒定律实验时的步骤。、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，测得，、，在实验误差允许范围内，若满足关系式_（用题中涉及的物理量符号表示），则可认为碰撞前后两球的总动能相等。【例2】如图甲所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍

6、从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。如图乙所示，M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。（1）在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1_m2（选填“”、“=”或“”）；除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还必须使用的两种器材是_。A秒表、天平B天平、刻度尺C秒表、刻度尺D天平、打点计时器（2）下列说法中正确的有_。A安装轨道时，轨道末端必须水平 B实验前应该测出斜槽末端距地面的高度C实验过程中，复写纸可以移动，白纸不能移动D用半径尽量小的圆把10个落

7、点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置（3）在某次实验中，测量出两个小球的质量m1、m2记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON的长度。在实验误差允许范围内，若满足关系式_，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。（用测量的量表示）（4）实验中小球斜槽之间存在摩擦力，这对实验结果_（选填“有”或“没有”）影响。（5）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图丙所示。在水平槽右方竖直固定一木板，使小球1仍从斜槽上C点由静止滚下，重复上述实验的操作，得到两球落在木板上的平均落点M、P、N。用刻度尺测量木板上与B等高的点B到M、P、N三点的高度差分别为L1、L2、L3，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_（用所测物理量的字母表示）。5学科网（北京）股份有限公司