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1、实验七验证动量守恒定律,实验目的 验证动量守恒定律。 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，找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量pm1v1m2v2，看碰撞前后动量是否守恒。,实验器材 方案一：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、橡皮泥等。 方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。 方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。 方案四：斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。,实验步骤 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(如图1所示) 图1,1测
2、质量：用天平测出滑块质量。 2安装：正确安装好气垫导轨。 3实验：接通电源，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(改变滑块的质量。改变滑块的初速度大小和方向)。 4验证：一维碰撞中的动量守恒。,方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成 一维碰撞实验(如图2所示) 1测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。 2安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。 3实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放 下时它们相碰。 4测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。 5改变条件：改变碰撞条件，重复实验。 6验证：一维碰
3、撞中的动量守恒。,图2,方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(如图3所示) 图3,方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(如图4所示) 图4,1测质量：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安装：按照图4所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。 3铺纸：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放球找点：不放被撞小球，每次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所有的小球落点圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。 5碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发
4、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5所示。 图5,6验证：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m1OPm1OMm2ON，看在误差允许的范围内是否成立。 7结束：整理好实验器材放回原处。,注意事项 1前提条件 碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 2方案提醒 (1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平。 (2)若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内。,(3)若利用长木板进行实验，可在长木
5、板下垫一小木片用以平衡摩擦力。 (4)若利用斜槽小球碰撞应注意： 斜槽末端的切线必须水平； 入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放； 选质量较大的小球作为入射小球； 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。,3探究结论 寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。,热点实验数据处理及误差分析 【例】2014全国新课标，35(2)现利用图6所示的装置验证动量守恒定律。在图中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。,图6 实验
6、测得滑块A的质量m10.310 kg，滑块B的质量m20.108 kg，遮光片的宽度d1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率f50.0 Hz。,将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰。碰后光电计时器显示的时间为tB3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图7所示。 图7,【变式训练】 如图8，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8,(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
7、小球做平抛运动的射程,(2)图8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相碰后平均落地点的位置M、N E测量平抛射程OM、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)。,(4)经测定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图9所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1p1_11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1p211_。 图9,
