1 实验：验证动量守恒定律

动量守恒定律实验报告
实验目的：验证动量守恒定律。

实验器材：弹簧振子、滑轨、小车、指绊尺、光电门、数据采集仪等。

实验原理：动量守恒定律指出，在相互作用的两个物体组成的封闭系统中，当没有外力作用时，系统内的所有物体的动量之和保持不变。

动量（p）定义为物体的质量（m）乘以其速度（v）：p = m * v。

实验步骤：
1. 在滑轨的一端安装弹簧振子，将其拉至一定的位移并释放。

2. 将小车放在滑轨的另一端，调整小车的位置使其面对弹簧振子的运动方向。

3. 在适当的位置安放挡尺，使弹簧振子与小车发生碰撞。

4. 同时连接光电门和数据采集仪，通过采集数据分析碰撞前后小车的速度变化。

5. 重复实验多次，记录数据并计算动量差。

实验数据处理：
1. 计算弹簧振子和小车的质量，并测量它们的初始速度。

2. 根据光电门采集到的数据，计算碰撞后小车的速度。

3. 根据动量守恒定律，计算碰撞前后系统的总动量，并分析动量的变化。

实验结果分析：
1. 根据实验数据计算出系统的总动量，在无外力作用的情况下，总动量应保持不变。

2. 比较碰撞前后的动量差，如果两者非常接近或几乎相等，则验证了动量守恒定律。

3. 如果实验结果存在较大的误差，可以考虑系统内部存在摩擦力等外力的作用。

实验结论：
通过对弹簧振子和小车碰撞实验的数据分析，我们验证了动量守恒定律的正确性。

在无外力作用的封闭系统中，系统内物体的总动量保持不变。

这一实验结果与动量守恒定律的理论预期相符。

实验过程中可能存在精度误差，可以通过增加实验次数、改善实验装置等方法进行进一步验证。

块(挡光片)经过光电门所对应的时间。
新课讲授
三、实验方案及数据分析
3.实验研究方式: （1）选取两个质量不同的滑块，在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架滑块 碰撞后随即分开
新课讲授
三、实验方案及数据分析
3.实验研究方式: （2）两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个 滑块连成一体运动。如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连 成一体。
的速度，vA′为A球与B球刚相碰后A球的速度，vB′
为A球与B球刚相碰后B球的速度)：
mA 2gL1－cos α
mAvA＝__________________；
mAvA′＝_m__A__2_g_L__1__－__c_o_s_β__；
g
mBvB′＝_m_B_x___2_H___.
mAgL(1－cos α)＝12mAvA2，则：
（3）可验证关系：
m1xOP = m1xOM+m2xON
新课讲授
三、实验方案及数据分析
3.实验演示：
新课讲授
三、实验方案及数据分析
4.实验步骤： (1)用天平测出两个小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球。
(2)按照图所示,安装实验装置。调整固定斜槽，应使斜 槽末端水平，即在水平槽上放置小球，小球能够保持静 止，说明槽口末端水平。
量哪些物理量？
（1）测量物体的质量：m1和m2
（2）测量物体碰撞前后的速度：v1、v2、v1'、v2'
新课讲授
二、物理量的测量
思考与讨论：
2.如何测两个物体的质量？
物体质பைடு நூலகம்可用天平直接测量
3.如何测量物体碰撞前后的速度？根据你所学以往知识能说出几种？

题型
验证动量守恒定律实验的迁移运用
【例3】某同学设计了一个用打点计时器验证动量守 恒定律的实验，在小车A的前端黏有橡皮泥，设法使 小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰 并黏在一起，继续做匀速运动，设计如图 (甲)所示， 在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为 50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．
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。
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。 七、误差分析 1．系统误差 主要来源于装置本身是否符合要求，即：
(1)碰撞是否为一维碰撞。
(2)实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平， 两摆球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力。 2．偶然误差 主要来源于质量m和速度v的测量。
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： 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；

四、实验步骤 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 滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的量．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。
方案二：利用等长悬线悬挂大小相等的小球完成一维碰 撞验 (1)测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。 (2)安装：把两个大小相等的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。

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。
方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验 (1)测质量：用天平测出两小车的质量。 (2)安装：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，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上 撞针和橡皮泥。
四、实验步骤 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碰撞前后的速度 (①改变滑块的量．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。
方案二：利用等长悬线悬挂大小相等的小球完成一维碰 撞验 (1)测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。 (2)安装：把两个大小相等的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
重垂线所指的位置 O，它表示入射球 m1 碰前的位置。
(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，
圆心就是入射小球发生碰撞前的落地点 P。
(6)把被碰小球放在斜槽的末端，让入射小球从同一高度 滚下，使它发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射 小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N。 (7)过O和N在纸上作一直线。 (8)用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度．把两小球的
(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用 以平衡摩擦力。
(4)若利用斜槽小球碰撞应注意： 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。

动量守恒定律的验证一 【实验目的】1．验证动量守恒定律。

2．学习用比较数据法验证物理规律的方法。

3．用观察法研究弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。

二 【实验仪器】主要由气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等。

三 【实验原理】如果某一力学系统不受外力，或外力的矢量和为零，则系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。

在本实验中，是利用气垫导轨上两个滑块的碰撞来验证动量守恒定律的。

在水平导轨上滑块与导轨之间的摩擦力忽略不计，则两个滑块在碰撞时除受到相互作用的内力外，在水平方向不受外力的作用，因而碰撞时动量守恒。

如m 1和m 2分别表示两个滑块的质量，以v 10、v 20、10v '、20v '分别表示两个滑块碰撞前、后的速度，则由动量守恒定律可得 202101202101v m v m v m v m '+'=+ （2－9－1） 下面分别情况来进行讨论：1．完全弹性碰撞在两个滑块相碰撞的两端装上缓冲弹簧，在滑块相碰时，由于缓冲弹簧发生弹性形变后恢复原状，系统的机械能可以看作守恒，两个滑块碰撞前、后的总功能不变，可用公式表示220221012202210121212121v m v m v m v m '+'=+ （2－9－2） 由（2－9－1）式和（2－9－2）式联合求解可得⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫++-='++-='21101201220212021021102)(2)(m m v m v m m v m m v m v m m v （2－9－3） 在实验时，若令m 1＝m 2 ，两个滑块的速度必交换。

若不仅m 1＝m 2 ，且令v 20＝0，则碰撞后m 1滑块变为静止，而m 2滑块却以m 1滑块原来的速度沿原方向运动起来。

这与公式的推导一致。

若两个滑块质量m 1≠m 2,仍令v 20＝0，即2110120*********)(m m v m v m m v m m v +='+-=' （2－9－4） 实际上完全弹性碰撞只是理想的情况，一般碰撞时总有机械能损耗，所以碰撞前后仅是总动量保持守恒，当v 20＝0时202101101v m v m v m '+'= （2－9－5） 2．完全非弹性碰撞在两个滑块的两个碰撞端分别装上尼龙搭扣，碰撞后两个滑块粘在一起以同一速度运动就可成为完全非弹性碰撞。

《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。

动量守恒定律的实验验证动量守恒定律是物理学中的基本定律之一，它在描述物体运动时起着重要的作用。

为了验证动量守恒定律的有效性和可靠性，进行了一系列实验。

实验一：弹性碰撞实验在实验室中，准备了两个相同质量的小球A和B，它们分别处于静止状态，相距一定距离。

首先给小球A以某一初速度，让其沿着一条直线轨道运动。

当小球A与小球B发生完全弹性碰撞后，观察两球的运动情况。

实验结果显示，小球A在碰撞前具有一定的动量，而小球B则静止。

在碰撞后，小球A的速度减小而改变了运动方向，而小球B则具有与小球A碰撞前小球A相同大小的速度，并沿着小球A碰撞前运动的方向运动。

实验结果表明，碰撞过程中总动量守恒，即小球A的动量减小，而小球B的动量增加，两者之和保持不变。

实验二：非弹性碰撞实验在实验室中，同样准备了两个相同质量的小球A和B，它们分别处于静止状态，相距一定距离。

与实验一不同的是，在这次实验中，小球A与小球B发生非弹性碰撞。

实验结果显示，小球A与小球B发生碰撞后，它们黏在一起并以共同的速度沿着小球A碰撞前运动的方向运动。

与弹性碰撞不同的是，碰撞过程中能量有一部分转化为内能而被损失，因此总动量守恒，但总机械能不守恒。

实验三：爆炸实验在实验室中，放置了一块弹性墙壁，并将一个质量较大的小球C静止放在墙壁前方。

在小球C与墙壁发生碰撞时，观察碰撞后的情况。

实验结果显示，当小球C与墙壁发生碰撞时，小球C的动量改变，由静止变为运动状态。

这说明，碰撞过程中小球C获得了墙壁的动量。

根据动量守恒定律，小球C的动量增加被墙壁吸收，总动量守恒。

通过以上实验可以得出一个普遍的结论：在孤立系统中，如果没有外力作用，系统总的动量保持不变。

这就是动量守恒定律的实验证明。

总结：动量守恒定律是物理学中非常重要的定律之一，通过弹性碰撞、非弹性碰撞和爆炸等实验证明了动量守恒定律的有效性和可靠性。

实验结果表明，无论是弹性碰撞还是非弹性碰撞，总的动量保持不变，只有部分能量转化或损失。

验证动量守恒定律实验报告一、实验目的验证在碰撞过程中动量守恒定律的正确性。

二、实验原理在一个理想的物理系统中，如果没有外力作用，系统的总动量保持不变。

在本实验中，通过研究两个物体的碰撞前后的动量变化，来验证动量守恒定律。

对于两个相互碰撞的物体，设它们的质量分别为 m1 和 m2，碰撞前的速度分别为 v1 和 v2，碰撞后的速度分别为 v1' 和 v2'。

根据动量的定义，动量 p ＝ mv，碰撞前系统的总动量为 P ＝ m1v1 ＋ m2v2，碰撞后系统的总动量为 P' ＝ m1v1' ＋ m2v2'。

如果在实验误差允许的范围内，P ＝ P'，则验证了动量守恒定律。

三、实验器材1、气垫导轨2、光电门计时器3、两个滑块（质量分别为 m1 和 m2）4、天平5、细绳、滑轮四、实验步骤1、用天平分别测量两个滑块的质量 m1 和 m2，并记录下来。

2、将气垫导轨调至水平。

可以通过调节导轨底部的螺丝，使滑块在导轨上能保持匀速直线运动，从而判断导轨是否水平。

3、安装光电门计时器。

在气垫导轨的适当位置安装两个光电门，分别用于测量滑块碰撞前后通过光电门的时间。

4、给滑块 m1 一定的初速度，使其与静止的滑块 m2 发生碰撞。

5、记录滑块通过光电门的时间 t1、t2、t1' 和 t2'。

6、根据公式 v ＝ d ／ t（其中 d 为光电门遮光片的宽度），计算出碰撞前后滑块的速度 v1、v2、v1' 和 v2'。

7、计算碰撞前系统的总动量 P ＝ m1v1 ＋ m2v2 和碰撞后系统的总动量 P' ＝ m1v1' ＋ m2v2'。

8、重复实验多次，以减小实验误差。

五、实验数据记录及处理｜实验次数|m1（kg）｜m2（kg）｜v1（m/s）｜v2（m/s）｜v1'（m/s）｜v2'（m/s）｜P（kg·m/s）｜P'（kg·m/s）｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|计算每次实验的碰撞前总动量 P 和碰撞后总动量 P'，并计算它们的差值ΔP ＝ P P'。

图中 O 点是水平槽末端 R 在记录纸 上垂直投影点 . 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.
图6-5-1
(1)碰撞后B球的水平射程应取为 64.7 cm. (2)在以下选项中，哪些不是本次实验必须进行的测 量?答 CE (填选项号). 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球落点位置到O点的距离； C.测量A球与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点相对于水平槽面的高度.
图6-5-2 实验步骤如下：安装好实验装置，做好 测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O. 第一步，不放小球2让小球1从斜槽上A点 由静止滚下，并落在地面上.重复多次，用尽 可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其 圆心就是小球落点的平均位置.
第二步，把小球 2 放在斜槽前端 边缘处的 C点，让小球 1从 A点由静止 滚下，使它们碰撞.重复多次，并使用 与第一步同样的方法分别标出碰撞后 两小球落点的平均位置. 第三步，用刻度尺分别测量三个 落地点的平均位置离 O 点的距离，即 线段OM、OP、ON的长度.
考点 验证碰撞中动量守恒 解析(1)A球与B球碰后都做平抛运动，高
碰撞的恢复系数的定义为
v2 v1 e | v20 v10 | ，其中 v 10 和 v 20 分别是碰撞前两
物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的 速度.弹性碰撞的恢复系数e=1，非弹性碰撞 的e<1.某同学借用验证动量守恒定律的实验 装置(如图6-5-2所示)验证弹性碰撞的恢复系 数是否为 1，实验中使用半径相等的钢质小 球 1 和 2( 它们之间的碰撞可近似视为弹性碰 撞)，且小球1的质量大于小球2的质量.

统的总动量__________kg·m/s(保留三位有效 数字)． (3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原 因是:
例：气垫导轨是常用的一种实验仪器。如
图所示，我们可以用带竖直挡板C 和D 的
气垫导轨以及滑块 A 和B 来验证动量守
恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度
忽略不计)，采用的实验步骤如下：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋 钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹
射架的外侧，将纸带穿过打点计时器，调节
打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动
时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间； ⑥先__________，然后__________，让
• 8.将各测量值代入p=m1 OP， p′=m1 OM +m2 ON ，看碰前、碰后系统 总动量是否相等,得出结论.
小球碰撞前后三个落点的位置
某同学用如图所示的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，O点是水平槽的末
端R在记录纸上的竖直投影点.实验时先使A
号、③号位置.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.则
• (1)以上记录的①号、 ②号、③号位置分别 在 、 、 .(选填“甲”、 “乙”、“丙”)
(2)若球在甲、乙、丙处 落地痕迹如图 (甲)、 (乙)、(丙)所示，则未 碰撞的A球落下水平 射程应为 45.6 cm, 发 生碰撞的A、B球水平 射程应分别为 17.2cm、 cm. 64.7cm
• 2.将斜槽固定在桌边，使斜槽末端切线水平，

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。

实验：验证动量守恒定律--高一物理专题练习（内容+练习）一、实验原理动量守恒定律的适用条件是系统不受外力或者所受外力的矢量和为0.当发生碰撞时作用时间很短，内力远大于外力，因此碰撞满足动量守恒的条件．在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′，若系统所受合外力为零，则系统的动量守恒，则m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.二、实验方案设计方案1：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒(1)质量的测量：用天平测量．(2)速度的测量：v＝dΔt，式中的d为滑块上挡光板的宽度，Δt为数字计时器显示的滑块上的挡光板经过光电门的时间．(3)碰撞情景的实现：如图所示，利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用在滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量．(4)器材：气垫导轨、数字计时器、滑块(带挡光板)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平．(5)验证的表达式：m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2(注意速度的矢量性)方案2：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒如图甲所示，让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来，与放在斜槽末端的另一质量较小的同样大小的小球发生正碰，之后两小球都做平抛运动．(1)质量的测量：用天平测量．(2)速度的测量：由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等．如果以小球的飞行时间为单位时间，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度．只要测出不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离OP，以及碰撞后入射小球与被碰小球在空中飞出的水平距离OM和ON，就可以表示出碰撞前后小球的速度．(3)碰撞情景的实现：①不放被碰小球，让入射小球m 1从斜槽上某一位置由静止滚下，记录平抛的落点P 及水平位移OP .②在斜槽水平末端放上被碰小球m 2，让m 1从斜槽同一位置由静止滚下，记下两小球离开斜槽做平抛运动的落点M 、N 及水平位移OM 、ON .(4)器材：斜槽、两个大小相等而质量不等的小球、重垂线、白纸、复写纸、刻度尺、天平、圆规．(5)验证的表达式：m 1·OP ＝m 1·OM ＋m 2·ON .三、实验步骤不论哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：(1)用天平测出相关质量．(2)安装实验装置．(3)使物体发生一维碰撞，测量或读出相关物理量，计算相关速度，填入预先设计好的表格．(4)改变碰撞条件，重复实验．(5)通过对数据的分析处理，验证碰撞过程动量是否守恒．(6)整理器材，结束实验．一、单选题1．验证动量守恒定律的实验装置如图所示，测得入射金属球P 的质量116.2g m =，直径116mm d =，需要在斜槽水平段末端放置一个被碰小球Q ，现有下列小球，应选用（）A ．金属球（m =19.0g ，d =16mm ）B ．玻璃球（m =5.4g ，d =16mm ）C ．塑料球（m =3.0g ，d =20mm ）D ．乒乓球（m =2.7g ，d =40mm ）【答案】B【解析】为了小球P 发生碰撞后不被反弹，P 小球质量应大于Q 小球质量，为了发生对心碰撞，两小球的直径应该相等。

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全部的落点都圈在里面.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，看在误差同意的范围内是否成立.(7)整理好实验器材，放回原处.(8)实验结论：在实验误差同意范围内，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.考前须知(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局部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简单的，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屡次从斜轨上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静置于轨道的水平局部，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，并屡次重复. 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 2B.测量小球m 1开始释放高度hC.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；假设碰撞结束时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 2ON t，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·OM t联立可得p 1∶p 1′＝OP ∶OM ＝44.80∶35.20＝14∶11，p 2′＝m 2·ON t则p 1′∶p 2′＝(m 1·OM t )∶(m 2·ON t)＝11∶2.9 故p 1p 1′＋p 2′＝m 1·OP m 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＝OP t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试依据实验要求完成以下填空：(1)实验前，轨道的调节应注意 .(2)实验中重复屡次让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)假设该碰撞过程中动量守恒，则肯定有关系式 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屡次以确定同一个弹性碰撞后两小球的落点确实切位置，所以每次碰撞前入射球a 的速度必须相同，依据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)的解析可知假设该碰撞过程中动量守恒，则肯定有关系式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 (2022·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.碰光泽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.假设实验同意的相对误差绝对值(⎪⎪⎪⎪⎪⎪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 Δt ①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 s ②Δt 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/s③ v 1＝0.970 m/s ④ 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/s ⑥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，本实验在同意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，将另一个小球拉开肯定角度释放，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)依据测量的数据，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了解两球碰撞前后的动量变化，依据弹性球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；依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)依据(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，推进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)假设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—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)在误差同意范围内，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 DE Δt＝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)在误差同意范围内，碰撞前后两个小车的m v 之和是相等的.。

验证动量守恒定律 【实验步骤】
O
M
P
N
验证动量守恒定律 【实验步骤】 7、在白纸上确定入射小球不碰撞时的落地点P； 碰撞后入射小球的落地点M；被碰小球的抛出点O’ 及落地点N
r1+r2 O O’ M P N
8、过O、O’、M、P、N作一直线，用刻度尺量出线 段OM、OP、O’N的长度 9、判断 m 1 OP m 1 OM m 2 O ' N ?
调节小支柱，使入射小球和被碰小球的球心 在同一高度，使小支柱与斜槽末端的距离等 于两小球半径之和。
验证动量守恒定律 【实验步骤】 3、在水平地面上铺一张白纸，白纸上铺上复写纸 4、在白纸上记下重锤线所指的位置O 5、先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某一高 度由静止开始滚下，重复十次。 6、将被碰小球放在小支柱上，让入射小球从斜槽 上同一高度由静止开始滚下，重复十次。 实验过程白纸不能移动
实验：验证动量守恒定律
验证定律
【实验器材】
1、碰撞实验器 2、两个直径相同质量不同的小球 3、天平 4、游标卡尺 （测小球质量） （测小球直径）
5、白纸，复写纸 （记录小球落点）
6、刻度尺
（测小球水平距离）
验证动量守恒定律 【实验步骤】 1、用天平测出两个小球的质量m1、m2 质量大的小球m1做为入射小球 质量小的小球m2做为被碰小球 2、安装碰撞实验器 调节斜槽末端水平

实验验证动量守恒定律
一、实验目的：验证动量守恒定律
二、实验原理：动量守恒定律
实验方案
三、实验器材：
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。

四、实验步骤：
（一）安装器材
1．正确安装好气垫导轨。

（二）进行实验
2．用天平测出滑块质量m1、m2。

3．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v1、v2和v1′、v2′
4．①改变滑块的质量，重复步骤3。

②改变滑块的初速度，重复步骤3。

（三）数据处理
5．滑块速度的测量：v＝Δx
Δt，式中Δx为滑块挡光片的宽度（仪器说明书上给出，也
可直接测量），Δt为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。

计算两滑块各种情况下碰撞前、后的速度v1、v2和v1′、v2′
6．比较两滑块碰撞前后的动量之和
碰前：p = m1 v1+m2v2
碰后：p′= m1 v1′+ m2 v2′
（四）得出结论
比较p与p′，在误差允许范围内，两滑块碰撞过程中动量守恒。

（五）分析误差
系统误差：
偶然误差：
参考方案
实验器材
斜槽、小球(两个)m1、m2，且m1>m2、天平、三角板、带线重锤、直尺、复写纸、白纸、圆规等。

实验步骤
（二）进行实验
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。

如图乙所示
……。

动量守恒定律的实验验证动量守恒定律是物理学中的一个基本定律，它描述了相互作用系统中的动量的守恒。

通过进行实验验证可以进一步确认这一定律的准确性和适用范围。

本文将就动量守恒定律的实验验证进行探讨。

实验一：碰撞实验在物理实验中，碰撞实验是验证动量守恒定律的常见方法之一。

我们可以通过利用弹性碰撞和完全非弹性碰撞这两种不同类型的碰撞来进行验证。

在弹性碰撞实验中，我们可以设定两个物体的初速度和质量，并观察它们碰撞后的速度变化。

根据动量守恒定律，碰撞前后系统的总动量应该保持不变。

我们可以使用动量守恒定律的数学表达式来计算和比较碰撞前后的动量总和。

在非弹性碰撞实验中，我们可以使用两个粘在一起的物体作为实验样本，使其发生碰撞后，观察它们的速度变化情况。

同样地，根据动量守恒定律，碰撞前后系统的总动量应该保持不变。

通过实验数据的比对，可以验证动量守恒定律的准确性。

实验二：炮弹射击实验炮弹射击实验是另一种验证动量守恒定律的方法。

通过设计一个简单的弹射装置，可以实现炮弹的射击，并观察射击前后系统的动量变化。

在这个实验中，我们可以先测量炮弹的质量，并设定初始速度和角度。

通过追踪炮弹的飞行轨迹和测量射击后的速度和角度，我们可以计算和比较射击前后系统的总动量。

实验三：橡皮球反弹实验橡皮球反弹实验是验证动量守恒定律的另一个常见方法。

在这个实验中，我们可以将橡皮球从一定高度自由下落，并观察当橡皮球碰撞地面后的反弹高度。

根据动量守恒定律，橡皮球下落前的动能应该转化为反弹后的动能，而动量守恒定律则可以用来计算这一转化过程中的动量变化。

通过测量橡皮球的下落高度和反弹高度，我们可以验证动量守恒定律在这个实验中的适用性。

通过以上实验的验证，我们可以得出结论：动量守恒定律在碰撞实验、炮弹射击实验和橡皮球反弹实验中都得到了验证。

这证明了动量守恒定律在不同实验条件下的有效性和准确性。

总结：通过碰撞实验、炮弹射击实验和橡皮球反弹实验的验证，我们可以得出结论：动量守恒定律适用于不同类型的相互作用系统中，无论是弹性碰撞还是非弹性碰撞。