物理学霸笔记29实验：验证动量守恒定律

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 。

改变入射小球的释放高度，重复实验。

数据处理：
（1）小球水平射程的测量：连接O N，测量线段O P、O M、O N 的长度。

（2）验证的表达式：m
1·O P＝m
1
·O M＋m
2
·O N。

5．不同方案的主要区别在于测速度的方法不同：①光电门（或速度传感器）；
②测摆角（机械能守恒）；③打点计时器和纸带；④平抛法。

还可用频闪法得到等时间间隔的物体位置，从而分析速度。

二、误差分析
1．系统误差：主要来源于实验器材及实验操作等。

(1)碰撞是否为一维。

(2)气垫导轨是否完全水平，摆球受到空气阻力，小车受到长木板的摩擦力，入射小球的释放高度存在差异。

2．偶然误差：主要来源于质量m
1、m
2
和碰撞前后速度
( 或水平射程) 的测量。

三、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验证，给滑块的初速度应沿着导轨的方向。

(2)若利用摆球进行验证，实验前两摆球应刚好接触且球心在同一水平线上，将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面
内。

(3)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力。

(4)若利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平，且选质量较大的小球为入射小球。

验证动量守恒定律实验总结动量守恒定律是物理学中的一个基本定律，它指出在一个封闭系统中，系统的总动量在任何时刻都保持不变。

这个定律在物理学中有着广泛的应用，例如在机械运动、电磁场、量子力学等领域都有着重要的作用。

为了验证动量守恒定律，我们进行了一系列的实验。

实验一：弹性碰撞我们首先进行了弹性碰撞的实验。

实验中我们使用了两个小球，一个静止不动，另一个以一定的速度向它运动。

当两个小球碰撞后，我们测量了它们的速度和动量。

实验结果表明，碰撞前后两个小球的总动量保持不变。

这个结果符合动量守恒定律的要求。

实验二：非弹性碰撞接下来我们进行了非弹性碰撞的实验。

实验中我们同样使用了两个小球，但是这次我们在两个小球之间放置了一个粘性物质，使得碰撞后两个小球会粘在一起。

同样地，我们测量了碰撞前后两个小球的速度和动量。

实验结果表明，碰撞前后两个小球的总动量同样保持不变。

这个结果也符合动量守恒定律的要求。

实验三：火箭推进最后我们进行了火箭推进的实验。

实验中我们使用了一个小火箭，它在发射后会产生一个向上的推力。

我们测量了火箭发射前后的速度和动量。

实验结果表明，火箭发射前后系统的总动量同样保持不变。

这个结果也符合动量守恒定律的要求。

通过以上三个实验，我们验证了动量守恒定律的正确性。

这个定律在物理学中有着广泛的应用，例如在机械运动、电磁场、量子力学等领域都有着重要的作用。

在机械运动中，动量守恒定律可以用来解决碰撞问题；在电磁场中，动量守恒定律可以用来解决电磁波的传播问题；在量子力学中，动量守恒定律可以用来解决粒子的运动问题。

因此，动量守恒定律是物理学中一个非常重要的定律。

通过以上实验，我们验证了动量守恒定律的正确性。

这个定律在物理学中有着广泛的应用，它可以用来解决各种不同的物理问题。

因此，我们应该深入学习和理解动量守恒定律，以便更好地应用它来解决实际问题。

力学实验中如何验证动量守恒定律在物理学中，动量守恒定律是一个极其重要的基本定律。

它指出，如果一个系统不受外力或者所受合外力为零，那么这个系统的总动量保持不变。

为了验证这一定律，科学家们设计了各种各样的力学实验。

接下来，让我们一起探讨在力学实验中如何验证动量守恒定律。

首先，我们需要明确动量的概念。

动量（momentum）等于物体的质量乘以其速度，用公式表示就是 p ＝ mv ，其中 p 是动量，m 是物体的质量，v 是物体的速度。

在实验设计中，常见的方法有气垫导轨实验和碰撞实验。

气垫导轨实验是一种较为精确的验证动量守恒定律的方法。

气垫导轨是一种能够减少摩擦力的实验装置。

在气垫导轨上，我们可以让一个滑块以一定的初速度运动，然后通过光电门等测量装置来测量滑块的速度。

假设我们有两个质量分别为 m1 和 m2 的滑块，它们在气垫导轨上相向运动，速度分别为 v1 和 v2 。

在碰撞之后，它们的速度分别变为v1' 和 v2' 。

根据动量守恒定律，碰撞前的总动量应该等于碰撞后的总动量。

即：m1v1 ＋ m2v2 ＝ m1v1' ＋ m2v2' 。

在实验中，我们通过测量滑块碰撞前后的速度，代入上述公式进行计算，如果左右两边相等，就验证了动量守恒定律。

另一种常见的实验是碰撞实验。

比如，我们可以使用两个小球进行正碰实验。

在这个实验中，我们先测量两个小球的质量 mA 和 mB ，以及它们碰撞前的速度 vA 和 vB 。

碰撞后，再次测量它们的速度 vA' 和 vB' 。

同样，根据动量守恒定律，有 mAvA ＋ mBvB ＝ mAvA' ＋ mBvB' 。

为了更准确地测量速度，我们可以利用平抛运动的原理。

让碰撞后的小球做平抛运动，测量它们平抛的水平距离和下落的高度，从而计算出平抛的初速度。

在进行这些实验时，有几个关键的注意事项。

第一，要尽量减少实验中的误差。

例如，测量质量和速度时要使用精度较高的仪器，保证测量结果的准确性。

验证动量守恒定律实验结论一、实验目的二、实验原理1. 动量的定义和动量守恒定律2. 实验装置及测量方法三、实验步骤四、实验结果与分析1. 实验数据处理与分析2. 实验误差分析及讨论五、结论与讨论一、实验目的本次实验旨在通过验证动量守恒定律，探究物体相互碰撞时动量守恒的规律，并了解物体碰撞时动能转化为其他形式能量的过程。

二、实验原理1. 动量的定义和动量守恒定律动量是物体运动状态的基本物理量，用符号p表示。

在经典力学中，一个质点的动量定义为其质量m与速度v之积，即p=mv。

而对于多个质点组成的系统，则可以用各个质点动量之和来描述整个系统的运动状态。

当两个物体相互作用时，它们之间会产生一个力，这个力称为相互作用力。

根据牛顿第三定律，两个物体之间相互作用力大小相等方向相反。

根据牛顿第二定律F=ma, 可以得到：F = m1*a1F = m2*a2将以上两个式子相加，可以得到：F = m1*a1 + m2*a2根据牛顿第三定律，a1和a2大小相等方向相反，所以可以得到：F = (m1+m2)*a将上式两边同时乘以t，可以得到：F*t = (m1+m2)*a*t根据动量的定义p=mv，可以得到：p1 + p2 = m1*v1 + m2*v2在碰撞前后，质点的动量守恒，则有：p1' + p2' = p1 + p2其中p'表示碰撞后物体的动量。

因此，在碰撞前后物体的动量守恒。

2. 实验装置及测量方法实验装置包括：弹性小车、不同重量的铁块、光电门、计时器等。

实验步骤如下：(1) 将弹性小车靠在桌子边缘，并调整其位置使其不会滑落。

(2) 在小车上放置一个铁块，并用光电门测量小车运动的速度。

(3) 记录下小车与铁块相撞前后的速度，并计算出它们之间的相对速度。

(4) 重复以上步骤多次，记录数据并进行处理和分析。

三、实验步骤1. 将弹性小车靠在桌子边缘，并调整其位置使其不会滑落。

2. 在小车上放置一个铁块，并用光电门测量小车运动的速度。

验证动量守恒定律实验总结动量守恒定律是力学中的一个非常重要的定律，它指出在一个系统内，如果没有外力的作用，系统的总动量将保持不变。

本文将介绍我们进行的一次验证动量守恒定律的实验，并总结实验的结果。

实验器材：1. 弹簧枪2. 弹丸3. 两个木块4. 一根细线实验过程：1. 将一枚弹丸放进弹簧枪内，用力将弹簧压缩，并将弹簧枪对准一个木块。

当弹簧枪发射弹丸时，记录下弹丸的速度。

2. 将另一个木块放在弹丸飞出的路径上，用一根细线将木块系住。

当弹丸撞击木块时，记录下木块和弹丸的速度。

3. 拆卸弹簧枪，将弹丸放在静止的木块上，记录下弹丸的速度。

4. 将两个木块放在一起，用一根细线将它们系住，然后用弹簧枪将它们分离。

记录下两个木块的速度。

实验结果：1. 弹丸发射出去的速度为v1。

2. 当弹丸撞击木块时，弹丸和木块的速度分别为v2和v3。

3. 弹丸静止在木块上的速度为v4。

4. 两个木块分离的速度分别为v5和v6。

实验分析：根据动量守恒定律，系统的总动量保持不变。

在这个实验中，我们可以将整个系统看作一个封闭的系统。

因此，我们可以根据实验结果来验证动量守恒定律是否成立。

我们可以计算出弹丸在撞击木块前的动量为p1 = mv1，其中m为弹丸的质量。

在撞击木块后，弹丸和木块的总动量为p2 = mv2 + Mv3，其中M为木块的质量。

因此，根据动量守恒定律，p1 = p2，即mv1 = mv2 + Mv3。

我们还可以计算出弹丸在静止的木块上的动量为p3 = mv4。

在实验中，由于木块静止不动，因此木块的动量为零。

因此，根据动量守恒定律，p1 = p3，即mv1 = mv4。

我们可以计算出两个木块分离后的总动量为p4 = Mv5 + Mv6，其中M为木块的质量。

由于系统内没有外力的作用，因此p4应该等于零。

在实验中，我们测得v5和v6的大小是相等的，方向相反。

因此，根据动量守恒定律，Mv5 + Mv6 = 0，即v5 = -v6。

2019物理高考实验之验证动量守恒定律
实验：验证动量守恒定律
一、实验目的
验证碰撞中的动量守恒.
二、实验原理
1.如图所示，让质量较大的小球与静止的质量较小的小球正碰，根据动量守恒定律应有m1v1=m1v1′+m2v2′.
2.小球从斜槽上滚下后做平抛运动，其水平速度等于水平位移和运动时间的比，而各小球运动时间相同，则它们的水平位移之比等于它们的水平速度之比，则动量守恒时有m1•OP=m1•OM+m2•ON，若能测出m1、m2及OP、OM和ON并代入上式，即可验证碰撞中动量是否守恒.
三、实验器材
实验装置如图所示，斜槽、重锤、两个大小相同质量不等的小球、天平、白纸、复写纸、刻度尺、圆规.
四、实验步骤
1.将斜槽固定在桌边使末端的切线水平.
2.在地板上合适的位置铺上白纸并在相应的位置铺上复写纸，用小铅锤把斜槽末端即入射球的重心投影到白纸上O点.
3.不放被碰小球时，让入射小球10次都从斜槽同一高度由静止
开始滚下落在复写纸上，用圆规找出落点的平均位置P点.
4.把被碰小球放在槽口末端，然后让入射小球从原高度滚下与被碰小球碰10次，用圆规找出入射小球和被碰小球落点的平均位置M、N.
5.用天平测出两个小球的质量，用刻度尺测出ON、OP、OM的长度.
6.将数据代入m1•OP=m1•OM+m2•ON，验证碰撞过程中的动量是否守恒.。

动量守恒的实验验证动量守恒是物理学中的重要定律之一，它表明在一个系统内，当没有外力作用时，系统的总动量将保持不变。

本文将介绍几种实验验证动量守恒的方法。

一、小球碰撞实验1.实验目的通过观察小球碰撞过程，验证动量守恒定律。

2.实验材料两个相同质量的小球、平滑水平面3.实验步骤- 将两个小球置于水平面上，使它们保持静止。

- 以一定的速度使一个小球向另一个小球运动。

- 观察碰撞过程中两个小球的运动状态。

4.实验结果分析如果两个小球碰撞之后静止，或者以相同的速度相背而去，那么可以得出结论：系统的总动量在碰撞过程中守恒。

二、火箭发射实验1.实验目的通过火箭发射实验，验证动量守恒定律。

2.实验材料小型火箭模型、发射器、计时器3.实验步骤- 在室外安全的地方进行实验。

- 将火箭模型放入发射器中。

- 点燃火箭模型的发动机。

- 使用计时器记录火箭从发射器射出到完全停止的时间。

4.实验结果分析在火箭发射过程中，如果火箭以一定的速度射出，并且在空中逐渐减速直至停止，那么可以得出结论：火箭前后的动量改变之和等于零，验证了动量守恒定律。

三、弹簧振子实验1.实验目的通过观察弹簧振子的运动过程，验证动量守恒定律。

2.实验材料弹簧振子装置、标尺、计时器3.实验步骤- 将标尺固定在垂直方向上，用于测量振子的位移。

- 将弹簧振子拉到一定距离，释放后观察其振动过程。

- 使用计时器记录振子从一个极端位置振动到另一个极端位置的时间。

4.实验结果分析弹簧振子在振动过程中，如果振幅和周期保持一致，可以得出结论：振子在每个极端位置的动量改变之和等于零，并验证了动量守恒定律。

综上所述，通过小球碰撞实验、火箭发射实验和弹簧振子实验，我们可以验证动量守恒定律的有效性。

这些实验结果证明了在没有外力作用时，系统的总动量将保持不变的原理。

对于我们理解物体运动和相互作用具有重要意义，并在工程设计和科学研究中发挥着重要作用。

验证动量守恒定律实验中减少误差的几种方法一、实验介绍1.1 动量守恒定律动量守恒定律是物理学中的一个基本定律，指的是在一个孤立系统中，当没有外力作用时，系统总动量保持不变。

即：对于任意两个物体，它们之间的相互作用力大小相等、方向相反，且作用时间相同，则它们的动量变化量大小相等、方向相反。

1.2 实验目的验证动量守恒定律，并探究减少误差的方法。

1.3 实验器材弹簧测力计、光电门、小球（两个）、直线轨道。

1.4 实验步骤① 将直线轨道固定在水平面上；② 将小球放置在轨道的一端；③ 用弹簧测力计将另一个小球拉到一定距离处；④ 松开另一个小球，使其沿着轨道滚动，并通过光电门测出滚动时间和滚动距离；⑤ 重复实验多次，并记录数据。

二、误差分析2.1 系统误差由于实验器材和环境等因素的影响，在实验中可能会产生系统误差。

例如：光电门的灵敏度不同、弹簧测力计的刻度误差等。

2.2 随机误差由于实验过程中人为操作、读数等因素的影响，可能会产生随机误差。

例如：小球滚动的起始位置不同、滚动速度不同等。

三、减少误差的方法3.1 减少系统误差① 选择合适的实验器材：选择精确度高、灵敏度稳定的光电门和弹簧测力计，可以减少系统误差；② 校正仪器：在实验前对仪器进行校正，调整光电门和弹簧测力计的灵敏度和刻度，可以减小系统误差；③ 控制环境：将实验室控制在相对稳定的环境中，例如温度、湿度等方面尽量保持一致。

3.2 减少随机误差① 重复实验多次：通过重复实验多次，可以减小随机误差；② 控制变量：尽量保持各项条件一致，例如小球滚动时起始位置和滚动速度尽量相同；③ 人为因素控制：操作人员应该专注于操作过程，并严格按照实验步骤进行操作，避免因为个人因素带来的误差。

四、实验结果通过多次实验，可以得到小球滚动的时间和距离数据，进而计算出小球的动量变化量。

根据动量守恒定律，可以得出两个小球之间的相互作用力大小和方向。

五、结论本实验验证了动量守恒定律，并探究了减少误差的方法。

验证动量守恒定律笔记
验证动量守恒定律的实验可以通过以下步骤进行：
实验目的：验证碰撞中的动量守恒。

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 ＝ m 1 v 1＋ m 2 v 2 及碰撞后的动量 p ′＝ m 1 v 1′＋ m 2 v 2′，看碰撞前后动量是否相等。

实验器材：可以选择以下几种方案：
利用气垫导轨完成一维碰撞实验。

需要气垫导轨、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。

在光滑长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验。

需要光滑长木板、打点计时器、纸带、小车 (两个)、天平、撞针、橡皮泥。

利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验。

需要斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。

实验步骤：具体步骤会根据所选的实验器材方案有所不同。

一般包括测量质量、安装设备、进行实验、测量速度、改变条件、重复实验、验证一维碰撞中的动量守恒。

验证动量守恒定律的几种方案一、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p＝m1v1＋m2v2与碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒．二、具体方案方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量：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(①改变滑块的质量．②改变滑块的初速度大小和方向)碰撞前后的速度．(4)验证：一维碰撞中的动量守恒．例：气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D 的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:a.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B;b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时结束,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.〔1〕实验中还应测量的物理量与其符号是.〔2〕利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因有〔至少答出两点〕.答案 A 、B 两滑块被压缩的弹簧弹开后,在气垫导轨上运动时可视为匀速运动,因此只要测出A 与C 的距离L 1,B 与D 的距离L 2与A 到C,B 到D 的时间t 1和t 2.测出两滑块的质量,就可以用m A 11t L =m B 22t L 验证动量是否守恒.〔1〕实验中还应测量的物理量为B 与D 的距离,符号为L 2.〔2〕验证动量守恒定律的表达式是m A 11t L =m B 22t L ,产生误差的原因:①L 1、L 2、m A 、m B 的数据测量误差.②没有考虑弹簧推动滑块的加速过程.③滑块并不是标准的匀速直线运动,滑块与导轨间有少许摩擦力.方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出两小球的质量m 1、m 2.(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：一维碰撞中的动量守恒．例：用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为B m 的钢球B 放在小支柱N 上，球心离地面高度为H ；质量为A m 的钢球A 用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O 点到球心的距离为L ，且细线与竖直线之间夹角α;球A 由静止释放，摆到最低点时恰与球B 发生正碰，碰撞后，A 球把轻质指示针C 推移到与竖直夹角为β处，B 球落到地面上，地面上铺有一X 盖有复写纸的白纸D,用来记录球B 的落点．(1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A 、B 的动量〔设两球A 、B 碰前的动量分别为A p 、B p ；碰后动量分别为'A p 、'B p )，则A p =;'A p =;B p =;'B p =。

力学实验验证动量守恒定律动量守恒定律是力学领域中的重要定律之一，它描述了一个封闭系统中的总动量是恒定不变的。

我们可以通过一系列的力学实验来验证这个定律。

实验一：弹球撞击在这个实验中，我们可以选择一个平滑的水平面和两个大小相同的弹性球。

首先，我们以一定速度将一个弹性球A沿水平面运动，并保持另一个球B静止。

当球A撞击到球B时，我们可以观察到球A会停下来，并且球B会开始以相同的速度进行运动。

根据动量守恒定律，如果我们将弹性球A和弹性球B视为一个封闭系统，那么撞击前后总动量应该保持恒定。

在这个实验中，球A的动量在撞击前是$m_av_a$，撞击后是$m_av_a$，而球B的动量在撞击前是0，在撞击后是$m_bv_b$。

因此，根据动量守恒定律的数学表达式，我们有$m_av_a + 0 = m_av_a + m_bv_b$。

由于球A和球B的质量和速度在实验中是一定的，根据实验结果，我们可以验证动量守恒定律的成立。

实验二：火箭发射在这个实验中，我们可以使用一个小型的水箭模型。

首先，我们在水箭上装满压缩空气。

当我们打开气阀时，空气会从箭头处射出，并且由反冲作用产生推动力。

我们可以观察到，当箭头喷出气体的速度越快，箭身向相反方向运动的速度越大。

根据动量守恒定律，当气体从箭头射出时，箭头和箭身构成了一个封闭系统。

在这个实验中，箭身的质量和速度在反冲作用前是0，在反冲作用后是$m_cv_c$；而箭头射出气体的质量在反冲作用前是$m_d$，在反冲作用后是0。

根据动量守恒定律的数学表达式，我们有$0 +m_dv_d = 0 + m_cv_c$。

通过观察箭身和箭头运动的速度，并知道箭身质量与箭头射出气体质量的比例，我们可以验证动量守恒定律的有效性。

实验三：碰撞车碰撞车实验是一种经典的力学实验，可以直观地演示动量守恒定律。

在这个实验中，我们可以使用两个金属车轮，每个车轮上都有一个金属球。

当一个金属球以一定的速度撞向另一个金属球时，我们可以观察到两个金属球会反弹，并且各自以相同的速度向相反方向运动。

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、圆规等．
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·OP＝m1·OM＋m2·ON，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．
4．数据处理
验证表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON
5．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.。

验证动量守恒定律实验动量守恒定律是物理学中的一条基本定律，它描述了在孤立系统中，系统总动量在时间上保持不变的现象。

为了验证动量守恒定律，我们可以进行一系列实验来观察和测量物体的动量变化。

本文将介绍一种验证动量守恒定律的实验方法，并分析实验结果。

首先，我们需要准备以下实验材料：一个光滑的桌面，两个小球（质量分别为m1和m2），一个弹簧测力计，一个固定的支架，以及一张纸片。

实验步骤如下：1. 将支架固定在桌面上，并将弹簧测力计固定在支架的一端。

2. 在桌面上放置一张纸片，用它来观察小球的碰撞轨迹。

3. 将小球m1置于纸片上，并用弹簧测力计测量其初始速度v1。

4. 将小球m2以某一初始速度v2撞击小球m1。

5. 观察碰撞后小球m1和小球m2的运动轨迹，并用弹簧测力计测量小球m1的最终速度v'1。

根据动量守恒定律，我们可以得出以下结论：在弹性碰撞中，系统总动量在碰撞前后保持不变。

根据实验结果，我们可以进行以下分析：首先，观察小球m1和小球m2的碰撞轨迹，如果两个小球碰撞后分开，而不是粘在一起或粘在其他物体上，说明这是一个弹性碰撞。

其次，我们可以通过测量初始速度v1、v2和最终速度v'1来验证动量守恒定律。

根据动量的定义，动量等于物体的质量乘以速度：p = mv。

在碰撞前，小球m1的动量是p1 = m1v1，小球m2的动量是p2 = m2v2。

在碰撞后，小球m1的动量是p'1 = m1v'1，小球m2的动量是p'2 = m2v'2。

根据动量守恒定律，p1 + p2 = p'1 + p'2。

根据测量结果，我们可以计算出小球m1和小球m2在碰撞前后的动量，并验证是否满足动量守恒定律。

如果实验数据显示碰撞前后动量基本相等，即p1 + p2 ≈ p'1 + p'2，那么我们可以得出结论：动量守恒定律在该实验中得到了验证。

然而，如果实验数据显示碰撞后动量与碰撞前动量不相等，那么动量守恒定律在该实验中并未得到验证。

动量守恒实验验证动量守恒定律的原理动量守恒定律是物理学中的一项基本定律，它指出在一个孤立系统中，当没有外力作用时，系统内各个物体的动量总和保持不变。

这一定律的验证一直是实验物理学的重要内容之一。

下面我们将通过一系列实验来验证动量守恒定律的原理。

首先，我们可以进行一个简单的实验。

取一块小球和一段滑轨，并将球放置在滑轨的一端。

在另一端，我们可以用手轻轻给球一个初始速度。

然后观察当球滑到滑轨的另一端时，它是否以相同的速度反弹回来。

经过反复试验，我们会发现无论初始速度如何改变，球的反弹速度始终保持不变。

这实验证明了动量守恒定律的原理：在没有外力作用的情况下，系统中物体的总动量保持不变。

接下来，让我们来进行另一个实验，通过观察碰撞过程来验证动量守恒定律。

我们选择两个小球，A和B，它们分别具有不同的质量和初始速度。

将它们放在一个平滑的水平面上，并使它们沿相反方向运动。

当它们发生碰撞时，我们可以观察到它们的动量是否守恒。

实验结果显示，碰撞后两个小球的速度和方向发生了变化，但它们的动量之和仍然保持不变。

这意味着动量在碰撞前后仍然守恒。

动量守恒实验证明了动量守恒定律的原理，即惯性原理：一个物体的运动状态只有在受到外力作用时才会改变。

在实际生活中，我们还可以通过更复杂的实验来验证动量守恒定律。

例如，在一条直线上放置很多小球，并将其中一个球用手推向其他球。

当推动球与其它球发生碰撞时，我们可以观察到被碰撞的球被推起并继续向前推动其他球。

这个实验可以证明动量在系统中的传递和守恒。

此外，我们还可以通过更高级的实验，比如利用平衡台和吊瓶来验证动量守恒定律。

在这个实验中，我们可以调整吊瓶的质量和高度，然后释放吊瓶。

当吊瓶下落并与平衡台上的小球碰撞时，我们可以观察到小球向另一边移动，而吊瓶停在平衡位置上。

这个实验直观地展示了动量守恒的过程。

通过以上一系列实验，我们实验证明了动量守恒定律的原理。

动量守恒定律是对自然界普遍存在的运动现象的总结和归纳，它是物理学中最基本的定律之一。

《实验：验证动量守恒定律》知识清单一、实验目的验证在碰撞过程中动量守恒定律。

二、实验原理1、动量守恒定律：如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。

即：m1v1 ＋ m2v2 ＝ m1v1' ＋m2v2' （其中 m1、m2 分别为两物体的质量，v1、v2 为碰撞前两物体的速度，v1'、v2' 为碰撞后两物体的速度）2、本实验通过研究两个物体在碰撞前后的动量变化，来验证动量守恒定律。

三、实验器材1、气垫导轨、光电门、数字计时器、滑块（两个，质量不同）、天平。

2、气源、细绳、弹性碰撞器（或完全非弹性碰撞器）。

四、实验步骤1、用天平测量两个滑块的质量 m1 和 m2，并记录。

2、安装好气垫导轨，调节导轨水平。

可以通过将滑块放在导轨上，观察其能否静止或匀速运动来判断导轨是否水平。

3、给气垫导轨通气，让滑块在导轨上自由运动，检查是否顺畅。

4、在两个滑块上分别安装遮光片，调整遮光片的宽度，使其能够顺利通过光电门。

5、将两个滑块放在导轨的两端，给其中一个滑块一定的初速度，使其与另一个滑块碰撞。

6、记录通过光电门的遮光时间，从而得到滑块碰撞前后通过光电门的速度。

7、改变碰撞的条件（如弹性碰撞或非弹性碰撞），重复实验多次。

8、记录每次实验的数据。

五、数据处理1、计算碰撞前后两个滑块的动量。

动量＝质量×速度2、比较碰撞前后系统的总动量，判断是否近似相等。

3、计算每次实验的误差，并分析误差产生的原因。

六、注意事项1、气垫导轨要调至水平，以确保滑块在运动过程中不受重力分力的影响。

2、滑块的运动要保持稳定，避免碰撞时发生跳动或偏离导轨。

3、遮光片的宽度要适中，太宽或太窄都会影响测量的精度。

4、测量质量时要准确，天平的使用要规范。

5、多次实验以减小偶然误差。

七、误差分析1、气垫导轨未完全水平，导致滑块受到重力分力的作用，影响速度的测量。

2、空气阻力的影响，使滑块的运动速度逐渐减小。

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·OP＝m1·OM＋m2·ON，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·OP＝m1·OM＋m2·ON2.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如图2所示，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hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程(2)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m 1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m 2静置于轨道的水平部分，再将入射球m 1从斜轨上S 位置静止释放，与小球m 2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m 1、m 2 B.测量小球m 1开始释放高度h C.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置M 、NE.测量平抛射程OM 、ON(3)经测定，m 1＝45.0 g ，m 2＝7.5 g ，小球落地点的平均位置距O 点的距离如图3所示.碰撞前后m 1的动量分别为p 1与p 1′，则p 1∶p 1′＝ ∶11；若碰撞结束时m 2的动量为p 2′，则p 1′∶p 2′＝11∶ .实验结果说明，碰撞前后总动量的比值p 1p 1′＋p 2′＝ .图3(4)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用(3)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m 2平抛运动射程ON 的最大值为 cm. 答案 (1)C (2)ADE (3)14 2.9 1.01 (4)76.80解析 (1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v ＝x t .而由H ＝12gt 2知，每次竖直高度相等，所以平抛时间相等，即m 1OP t ＝m 1OM t ＋m 2ONt ，则可得m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON .故只需测射程，因而选C.(2)由表达式知：在OP 已知时，需测量m 1、m 2、OM 和ON ，故必要步骤有A 、D 、E. (3)p 1＝m 1·OP t ，p 1′＝m 1·OMt联立可得p 1∶p 1′＝OP ∶OM ＝44.80∶35.20＝14∶11， p 2′＝m 2·ONt则p 1′∶p 2′＝(m 1·OM t )∶(m 2·ONt )＝11∶2.9故p 1p 1′＋p 2′＝m 1·OPm 1·OM ＋m 2·ON≈1.01(4)其他条件不变，使ON 最大，则m 1、m 2发生弹性碰撞，则其动量和能量均守恒，可得v 2＝2m 1v 0m 1＋m 2而v 2＝ON t ，v 0＝OPt故ON ＝2m 1m 1＋m 2·OP ＝2×45.045.0＋7.5×44.80 cm≈76.80 cm.变式1 在“验证动量守恒定律”的实验中，已有的实验器材有：斜槽轨道、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、圆规.实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图4所示.图4试根据实验要求完成下列填空：(1)实验前，轨道的调节应注意 . (2)实验中重复多次让a 球从斜槽上释放，应特别注意 . (3)实验中还缺少的测量器材有 . (4)实验中需要测量的物理量是 . (5)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式 成立.答案 (1)槽的末端的切线是水平的 (2)让a 球从同一高处静止释放滚下 (3)天平、刻度尺 (4)a 球的质量m a 和b 球的质量m b ，线段OP 、OM 和ON 的长度 (5)m a ·OP ＝m a ·OM ＋m b ·ON解析 (1)由于要保证两球发生弹性碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必需保证槽的末端的切线是水平的.(2)由于实验要重复进行多次以确定同一个弹性碰撞后两小球的落点的确切位置，所以每次碰撞前入射球a 的速度必须相同，根据mgh ＝12m v 2可得v ＝2gh ，所以每次必须让a 球从同一高处静止释放滚下.(3)要验证m a v 0＝m a v 1＋m b v 2，由于碰撞前后入射球和被碰球从同一高度同时做平抛运动的时间相同，故可验证m a v 0t ＝m a v 1t ＋m b v 2t ，而v 0t ＝OP ，v 1t ＝OM ，v 2t ＝ON ，故只需验证m a ·OP ＝m a ·OM ＋m b ·ON ，所以要测量a 球的质量m a 和b 球的质量m b ，故需要天平；要测量两球平抛时水平方向的位移即线段OP 、OM 和ON 的长度，故需要刻度尺.(4)由(3)的解析可知实验中需测量的物理量是a 球的质量m a 和b 球的质量m b ，线段OP 、OM 和ON 的长度. (5)由(3)的解析可知若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式m a ·OP ＝m a ·OM ＋m b ·ON . 命题点二 实验方案创新 创新方案1：利用气垫导轨1.实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、胶布、撞针、橡皮泥等.2.实验方法(1)测质量：用天平测出两滑块的质量. (2)安装：按图5安装并调好实验装置.图5(3)实验：接通电源，利用光电计时器测出两滑块在各种情况下碰撞前、后的速度(例如：①改变滑块的质量；②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.例2 (2014·新课标全国卷Ⅱ·35(2))现利用图6(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)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实验测得滑块A 的质量m 1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m 2＝0.108 kg ，遮光片的宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 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Δt B ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. 若实验允许的相对误差绝对值(⎪⎪⎪⎪⎪⎪碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程. 答案 见解析解析 按定义，滑块运动的瞬时速度大小v 为 v ＝Δs Δt①式中Δs 为滑块在很短时间Δt 内走过的路程 设纸带上相邻两点的时间间隔为Δt A ，则 Δt A ＝1f ＝0.02 s②Δt A 可视为很短.设滑块A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v 0、v 1. 将②式和图给实验数据代入①式可得v 0＝2.00 m/s ③ v 1＝0.970 m/s④设滑块B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有 v 2＝d Δt B⑤ 代入题给实验数据得v 2≈2.86 m/s⑥设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p 和p ′，则 p ＝m 1v 0⑦ p ′＝m 1v 1＋m 2v 2⑧两滑块在碰撞前、后总动量相对误差的绝对值为 δp ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪p －p ′p ×100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得δp≈1.7%<5%因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律.创新方案2：利用等长的悬线悬挂等大的小球1.实验器材：小球两个(大小相同，质量不同)、悬线、天平、量角器等.2.实验方法(1)测质量：用天平测出两小球的质量.(2)安装：如图7所示，把两个等大的小球用等长的悬线悬挂起来.图7(3)实验：一个小球静止，将另一个小球拉开一定角度释放，两小球相碰.(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：一维碰撞中的动量守恒.例3如图8所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边缘有一竖直立柱.实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2右端接触且两球等高.将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上.释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b、C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外：图8(1)还需要测量的量是、和.(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为.(忽略小球的大小)答案(1)弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面离水平地面的高度H(2)2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h解析(1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞前后的高度a和b，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球1的质量m1，就能求出弹性球1的动量变化；根据平抛运动的规律只要测出立柱高h和桌面离水平地面的高度H就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球2的质量m2和立柱高h、桌面离水平地面的高度H就能求出弹性球2的动量变化.(2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h.创新方案3：利用光滑长木板上两车碰撞1.实验器材：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥、小木片.2.实验方法(1)测质量：用天平测出两小车的质量.(2)安装：如图9所示，将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车甲的后面，在甲、乙两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.长木板下垫上小木片来平衡摩擦力.图9(3)实验：接通电源，让小车甲运动，小车乙静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，两小车连接成一体运动. (4)测速度：可以测量纸带上对应的距离，算出速度. (5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验. (6)验证：一维碰撞中的动量守恒.例4 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动.然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图10所示.在小车甲后连着纸带，打点计时器的打点频率为50 Hz ，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.图10(1)若已得到打点纸带如图11所示，并测得各计数点间距并标在图上，A 为运动起始的第一点，则应选 段计算小车甲的碰前速度，应选 段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两格填“AB ”“BC ”“CD ”或“DE ”).图11(2)已测得小车甲的质量m 甲＝0.40 kg ，小车乙的质量m 乙＝0.20 kg ，由以上测量结果，可得碰前m 甲v 甲＋m 乙v 乙＝ kg·m /s ；碰后m 甲v 甲′＋m 乙v 乙′＝ kg·m /s. (3)通过计算得出的结论是什么？答案 (1)BC DE (2)0.420 0.417 (3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的m v 之和是相等的.解析 (1)观察打点计时器打出的纸带，点迹均匀的阶段BC 应为小车甲与乙碰前的阶段，CD 段点迹不均匀，故CD 应为碰撞阶段，甲、乙碰撞后一起匀速直线运动，打出间距均匀的点，故应选DE 段计算碰后共同的速度. (2)v 甲＝x BC Δt ＝1.05 m/s ，v ′＝x DEΔt＝0.695 m/s m 甲v 甲＋m 乙v 乙＝0.420 kg·m/s碰后m 甲v 甲′＋m 乙v 乙′＝(m 甲＋m 乙)v ′＝0.60×0.695 kg·m /s ＝0.417 kg·m/s. (3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的m v 之和是相等的.。