第六章实验七　验证动量守恒定律

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2025-03-17 2 0 717.72KB 7 页 5.9玖币

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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′，看碰撞前后动量是否相等．

2．实验器材

斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线．

3．实验步骤

(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．

(2)按照如图 1甲所示安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平．

图1

(3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置 O.

(4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复 10 次．用圆规画尽量

小的圆把小球所有的落点都圈在里面．圆心 P就是小球落点的平均位置．

(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重

复实验 10 次．用步骤(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置 M和被撞小球落点的平

均位置 N.如图乙所示．

(6)连接 ON，测量线段 OP、OM、ON 的长度．将测量数据填入表中．最后代入 m1·＝m1·＋

m2·，看在误差允许的范围内是否成立．

(7)整理好实验器材，放回原处．

(8)实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒．

1．数据处理

验证表达式：m1·＝m1·＋m2·

2．注意事项

(1)斜槽末端的切线必须水平；

(2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；

(3)选质量较大的小球作为入射小球；

(4)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．

命题点一　教材原型实验

例1　(2018·山东省泰安市上学期期末)如图 2，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，

即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

图2

(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量________(填选

项前的序号)，间接地解决这个问题．

A．小球开始释放的高度 h

B．小球抛出点距地面的高度 H

C．小球做平抛运动的水平位移

(2)用天平测量两个小球的质量 m1、m2.图中 O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实

验时，先让入射球 m1多次从斜轨上 S位置静止释放；然后把被碰小球 m2静止于轨道水平部

分的右侧末端，再将入射小球 m1从斜轨上 S位置静止释放，与小球 m2相撞，并重复多次，

分别找到小球的平均落点 M、P、N，并测量出平均水平位移 OM、OP、ON.

(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________[用(2)中测量的量表示]；若碰撞

是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为________[用(2)中测量的量表示]．

答案　(1)C　(3)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON

m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2

解析　(1)验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，

直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，根据平抛运动规律，若落地高度不变，则运动时

间不变，因此可以用水平位移大小来体现速度大小，故需要测量水平位移，故 A、B错误，

C正确．

(3)根据平抛运动规律可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为 t，则：v0

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摘要：

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′，看碰撞前后动量是否相等．2．实验器材斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线．3．实验步骤(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．(2)按照如图1甲所示安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平．图1(3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置O.(4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在...

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