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1、第 2 讲 实验：验证动量守恒定律,考点,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 pm1v1m2v2 及碰 撞后的动量 pm1v1m2v2，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是斜槽、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、 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度此方
2、案所用器材是气垫导轨、 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,图 621,(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：m1v1m1v1m2v2. (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 ON .(见实验图 621),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.,(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，把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上，调节
3、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)在白纸上记下重垂线所指的位置 O，它表示入射小球 m1,碰前的球心位置,(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 OO2r，O就是被碰,小球碰撞时的球
4、心竖直投影的位置,(8)用刻度尺量出线段 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 m1 OP m1 OM ,m2 ON ，看是否成立,(9)整理实验器材放回原处,五、注意事项 (1)本实验中两个小球质量不同，一定将质量大的作入射小球， 质量小的作被碰小球，如果用质量小的与质量大的相碰， 则质量小的球可能反弹，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。,r1r2r.,(3)保证入射小球每次必须从斜槽
5、轨道同一位置由静止释放， 且尽可能的让小球的释放点高些。 (4)实验过程中要确保实验桌、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。,六、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；斜槽末端若不水平，则 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。,1如图 622 所示为实验室中验证动量守恒的实验装置,示意图.,图 622,(1)若入射小球质量为 m1，半径为 r1；被碰小球质量为 m2，,半径为 r2
6、，则(,),C,Am1m2，r1r2 Cm1m2，r1r2,Bm1m2，r1r2 Dm1m2，r1r2,(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,AC,第51讲 要点探究,第51讲 要点探究,2某同学用图 623 甲中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
7、 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,甲,乙,图 623 (1)碰撞后 B 球的水平射程应取为_ .,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 B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：64.
8、6,A、B、D,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)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： _(填选项号),(2)从同一高度做平抛运动的物体飞行时间 t 相同，所以需 要测出的量有：sA为不碰时 A 球的水平射程，sA为碰后 A 球的 水平射程，sB为 B 球碰后的水平射程，mA、mB 的大小或 mA/mB 的值选项是必要的,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
9、量关系,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_(填选项前的符号)， 间接地解决这个问题 A小球开始释放高度h B小球抛出点距地面的高度H C小球做平抛运动的射程,图中O点是小球抛出点在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，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复 接下来要完成的必要步骤是_(填选项前的符号) A用天平测量两个小球的质量m1、m2 B测量小球m1开始释放高度h C测量抛出点距地面的高度H D分别找到m1、m2相碰
10、后平均落地点的位置M、N E测量平抛射程OM，ON 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，那么还应满足的表达式为_(用(2)中测量的量表示),1(2010 年珠海二模)如图 625 所示，某同学利用半径 相同、质量较小的 A 球和质量较大的 B 球来探究动量守恒定律， 图中 QR 为水平槽实验时，他让 A 球从斜槽上某一固定位置 G 由静止滚下，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；再把 B 球放在水平槽末端，让 A 球仍从位置 G 由静止滚下，和 B 球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下各自 落点的痕迹，重
11、复操作 10 次图中的 O 点是水平槽末端的垂直 投影点用天平称量出两球的质量，用米尺测量出各球落点的 平均位置到 O 点的距离，如下表：,图 625,(1)根据表中的数据分析可得：M 点是 B 球的落点，则 N 点 是 A 球在_的落点，P 点是 A 球在_的落点 (填“碰撞前”或“碰撞后”),(2)取小球做平抛运动的时间为单位时间，用 mA、mB 和图中 字母表示碰撞前的总动量 p1_，碰撞后的总动量 p2_. (3) 将表中数据代入发现 p1_p2 ( 填“大于”、“等 于”或“小于”)，其主要原因是：_ _ _.,答案：(1)碰撞后,碰撞前,(2)mA OP (3)小于,mB OM mA ON A 球碰后反弹回去，在轨道上运动的过程中，要,克服摩擦力做功而消耗机械能，它再次运动到斜槽末端时，速 度较碰撞后小，因此 mB OM mA ON 比 mAOP 要大,第51讲 要点探究,变式题,第51讲 要点探究,第51讲 要点探究,
