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动量守恒定律研究动量守恒定律是物理学中的重要概念，它描述了一个封闭系统中动量的守恒性质。
动量是物体运动的重要属性，它与物体的质量和速度相关。
根据牛顿第二定律，物体的动量变化率等于施加在物体上的力。
然而，当一个封闭系统中没有外力作用时，动量守恒定律告诉我们，系统的总动量将保持不变。
动量守恒定律的研究可以追溯到17世纪，当时伽利略和牛顿等科学家开始对物体运动进行研究。
通过实验和观察，他们发现在没有外力作用的情况下，物体的速度和方向保持不变。
这一观察结果引发了对动量守恒定律的思考。
在研究动量守恒定律时，科学家们发现了一些有趣的现象。
例如，当两个物体发生碰撞时，它们的总动量在碰撞前后保持不变。
这意味着，如果一个物体的动量增加，另一个物体的动量必然减少，以保持系统总动量的守恒。
这种现象在日常生活中也可以观察到，比如当我们打击乒乓球时，球拍和球之间的动量转移会导致球的速度和方向发生变化。
动量守恒定律的研究不仅适用于宏观物体，也适用于微观粒子。
在粒子物理学中，科学家们通过高能碰撞实验研究微观粒子的相互作用。
通过观察粒子碰撞前后的动量变化，科学家们可以揭示粒子的基本性质和相互作用规律。
这些研究对于理解宇宙的本质和构成具有重要意义。
动量守恒定律的研究也与能量守恒定律密切相关。
能量守恒定律描述了一个封闭系统中能量的守恒性质。
根据能量守恒定律，系统的总能量在没有外部能量输入或输出的情况下保持不变。
动量守恒定律可以看作是能量守恒定律在动力学中的特例。
两者的研究相互促进，加深了人们对物质运动规律的理解。
动量守恒定律的应用广泛。
在工程领域，我们可以利用动量守恒定律来研究流体的运动和流动。
例如，通过分析水流的动量变化，我们可以设计出高效的水力发电机。
在交通工具设计中，我们可以利用动量守恒定律来研究汽车、火箭等的动力系统，以提高其性能和安全性。
总之，动量守恒定律是物理学中的重要概念，它描述了一个封闭系统中动量的守恒性质。
动量守恒定律的研究历史悠久，涉及宏观物体和微观粒子的运动规律。
动量守恒定律教案动量动量守恒定律教案篇一碰撞中的动量守恒1、实验目的、原理（1）实验目的运用平抛运动的知识分析、研究碰撞过程中相互作用的物体系动量守恒（2）实验原理(a)因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，若用飞行时间作时间单位，小球的水平速度在数值上就等于小球飞出的水平距离。
(b)设入射球、被碰球的质量分别为m1、m2，则入射球碰撞前动量为（被碰球静止）p1=m1v1①设碰撞后m1，m2的速度分别为v’1、v’2，则碰撞后系统总动量为p2=mlV’1+m2v’2②只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入①、②两式就可研究动量守恒。
2、买验器材斜槽，两个大小相同而质量不等的小钢球，天平，刻度尺，重锤线，白纸，复写纸，三角板，圆规。
3、实验步骤及安装调试（1）用天平测出两个小球的质量ml、m2.（2）按图5—29所示安装、调节好实验装置，使斜槽末端切线水平，将被碰小球放在斜槽末端前小支柱上，入射球放在斜槽末端，调节支柱，使两小球相碰时处于同一水平高度，且在碰撞瞬间入射球与被碰球的球心连线与斜槽末端的切线平行，以确保正碰后两小球均作平抛运动。
（3）在水平地面上依次铺放白纸和复写纸。
（4）在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球m1碰撞前的位置，如图5—30所示。
（5）移去被碰球m2，让入射球从斜槽上同一高度滚下，重复10次左右，用圆规画尽可能小的圆将所有的小球落点圈在里面，其圆心即为人射球不发生碰撞情况下的落点的平均位置P，如图5—31所示。
（6）将被碰小球放在小支柱上，让入射球从同一高度滚下，使它们发生正碰，重复10次左右，同理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作一直线，取O0’=2r(r为小球的半径，可用刻度尺和三角板测量小球直径计算厂），则O’即为被碰小球碰撞前的球心的位置（即投影位置）。
动量守恒定律的研究动量守恒定律是经典力学的基本定律之一，它表明在封闭系统中，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。
这一定律的研究和应用在科学领域中具有深远的影响，无论是机械运动还是其他自然现象都可以通过这一定律来解释和分析。
动量守恒定律最早由牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中提出。
根据动量守恒定律，一个系统的动量在时间上保持不变。
换言之，如果一个物体在没有外力作用的情况下，其动量为零，那么它会保持静止。
同样地，如果一个物体在没有外力作用下具有一定的动量，它将沿着相同的速度和方向运动，直到受到其他外力影响。
这一定律对于解释许多现象都具有重要作用。
以一个简单的例子来说明动量守恒定律的应用。
假设有两个小球A和B，它们的质量分别为m1和m2。
当小球A以速度v1向小球B运动，并且没有其他外力作用时，根据动量守恒定律，小球A和小球B碰撞后的总动量应该保持不变。
当小球A和小球B发生碰撞时，它们的动量会相互转移。
根据动量守恒定律，我们可以得出以下方程：m1 * v1 + m2 * 0 = (m1 + m2) * v2其中，v2为碰撞后小球A和小球B的共同速度。
通过这个方程，我们可以求解出碰撞后的速度v2。
可以发现，碰撞前后的总动量相等，即m1 * v1 = (m1 + m2) * v2。
这意味着在碰撞过程中，如果一个小球的动量增大，另一个小球的动量必然减小，以保持总动量的守恒。
动量守恒定律不仅适用于碰撞问题，也适用于其他的力学问题。
例如，在弹性材料中，当一个物体以一定的初始速度撞击到另一个物体上时，根据动量守恒定律我们可以计算出撞击后物体的速度和动量。
在实际应用中，动量守恒定律对于交通事故的研究也有极大的意义。
当两辆汽车发生碰撞时，根据动量守恒定律可以推导出碰撞后车辆的速度和动量变化，有助于事故重建和事故责任的判断。
动量守恒定律还可以推广到更复杂的系统中，如多体问题和相对论情况下的质量增加。
在多体问题中，每个物体的动量守恒可以相互影响，形成一个相互关联的动量守恒系统。
动量守恒定律动量守恒定律是物理学中的一项基本定律，指出在一个孤立系统中，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。
本文将从动量守恒的基本概念、应用场景以及实验验证等方面进行论述。
一、动量守恒的基本概念动量守恒定律是基于牛顿第二定律得出的，牛顿第二定律指出，物体的加速度正比于作用力，与物体质量成反比。
当一个物体受到外力作用时，根据牛顿第二定律可以得出物体的加速度，从而求出物体的动量变化。
动量是物体运动状态的量度，可以用质量乘以速度来表示。
动量的大小和方向与物体的质量和速度有关。
根据动量的定义，当一个物体的动量发生变化时，说明物体受到了外力的作用。
根据动量守恒定律，当一个孤立系统中的物体在没有外力作用时，系统的总动量保持不变。
这意味着，一个物体的动量增加，必然伴随着另一个物体的动量减小，两者之间存在着相互抵消的关系。
二、动量守恒定律的应用场景动量守恒定律在日常生活中和科学研究中有着广泛的应用。
以下将介绍一些常见的应用场景。
1. 碰撞碰撞是动量守恒定律的重要应用之一。
在两个物体发生碰撞时，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。
通过分析碰撞过程中物体的质量和速度变化，可以计算出碰撞前后物体的动量变化。
在交通事故的调查中，动量守恒定律也被广泛应用。
2. 炮弹射击炮弹射击是动量守恒定律的另一个应用场景。
当炮弹被发射时，系统中除了炮弹外没有其他外力作用。
因此，根据动量守恒定律，可以计算出炮弹的速度和方向，从而准确地射击目标。
3. 火箭推进火箭推进也是动量守恒定律的应用之一。
火箭通过排放高速喷射物的反作用力来推动自身，从而达到向前运动的目的。
根据动量守恒定律，火箭推进的速度与喷射物的速度和质量有关。
三、动量守恒定律的实验验证为了验证动量守恒定律，科学家们进行了许多实验。
以下将介绍几个经典的实验。
1. 牛顿摆实验牛顿摆实验中，两个相同质量的小球通过绳子连接，在一侧小球静止时，另一侧小球被拉到一定高度释放。
实验结果显示，当小球碰撞时，静止的小球开始运动，而释放的小球停止运动。
高中物理实验分析动量守恒定律在高中物理学中，实验是培养学生实践能力和科学思维的重要环节之一。
其中，对于动量守恒定律的实验分析具有重要的意义。
本文将围绕高中物理实验分析动量守恒定律展开讨论，从实验设计、实验步骤和实验结果三个方面进行详细分析。
一、实验设计动量守恒定律是物理学中的基本定律之一，它指出在一个孤立系统中，如果没有外力作用，系统的总动量将保持不变。
为了验证该定律，我们可以设计一组实验来观察和分析物体碰撞过程中动量的变化情况。
在实验设计过程中，我们需要准备一台弹簧测力计、一组小球（质量不同）、一个水平放置的测量轨道、一个带有刻度的测量尺和一台计时设备。
实验的主要步骤如下：二、实验步骤1. 首先，我们需要确定实验中使用的小球的质量，并将其标注为m1和m2。
2. 将测力计固定在测量轨道的一个端点，使其竖直向下悬挂。
3. 在轨道的另一个端点放置一球m1，将其与测力计连接起来。
4. 将另一球m2放置在m1前方的一定距离处。
5. 在m2球的背面放置一个刻度尺，用于测量球碰撞后的位移变化。
6. 准备好计时设备。
7. 用手将m1球拉向m2球，使其发生碰撞，并开始计时。
8. 观察碰撞过程中的测力计读数和刻度尺上的位移变化，并记录下来。
9. 根据记录的数据，计算碰撞前后小球的速度和动量，并进行分析。
三、实验结果根据实验步骤中记录的数据，我们可以计算出小球碰撞前后的速度和动量。
通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 在碰撞过程中，小球的动量守恒。
2. 碰撞前后小球的速度有所变化，但总动量保持不变。
3. 碰撞后小球的位移和碰撞前速度的大小有关系。
4. 较大质量的小球在碰撞中受到的力更大，位移较小。
5. 较小质量的小球在碰撞中受到的力较小，位移较大。
通过以上实验结果，我们验证了动量守恒定律在物理实验中的适用性。
实验数据的分析和结果的讨论也进一步加深了我们对动量守恒定律的理解。
总结：通过对高中物理实验的分析，我们可以看到实验是学习物理知识的重要途径之一。
气垫导轨上研究动量守恒定律一、实验目的1．观察碰撞过程，了解碰撞的分类、特点等。
2．验证动量守恒定律。
3．研究运动磁体在与非磁性导体作相对运动时的磁阻尼效应。
二、实验原理1.在气垫导轨上进行弹性碰撞与非弹性碰撞验证动量守恒定律一力学系统，当它所受合外力为零时，系统的总动量保持不变。
这就是“动量守恒定律”。
即：当0=∑iF，=∑i i V M 恒量，其中i M 、i V 、i F 分别为系统中第i 个物体的质量、速度、及所受的外力。
本实验利用水平气垫导轨上两滑块的碰撞来验证动量守恒定律。
在水平气垫导轨上，当滑块A 以速度1A V 向静止滑块B 运动并发生正碰撞时，碰撞瞬间在水平方向上两滑块只受到相互作用力而无任何其他外力作用，碰撞前后两滑块的总动量将守恒。
设碰撞后两滑块的速度分别为2A V 、2B V ，则有221B B A A A A V M V M V M +=（1） 选定1A V 方向为正方向，将上式改写成标量式221B B A A A A V M V M V M +=（2）上式中其余各速度标量的符号取决于各速度方向中是否与1A V 方向一致，相同为正，相反为负。
碰撞前后系统机械能损失为)2121(21222221B B A A A A k V M V M V M E +-=∆ （3） 恢复系数（两滑块碰撞后的分离速度12B A V V -与碰撞前的接近速度11B A V V -之比的绝对值）为AlB A B A B A V V V V V V V e 221122-=--=（4）(1) 弹性碰撞：碰撞前后动量守恒（0=∆P ），机械能守恒（0=∆k E ），恢复系数1=e 。
若B A M M =，碰撞前后两滑块速度交换，12A B V V =，012==B A V V 。
(2) 完全非弹性碰撞：碰撞前后动量守恒、机械能损失较大（0≠∆k E ），且碰撞后两滑块粘在一起以同一速度V 2运动运动，恢复系数e=0。
动量守恒定律的应用与实验研究动量守恒定律是力学领域中一个重要的基本定律。
在物理学中，动量指的是物体的运动状态，它的大小与质量和速度的乘积成正比。
动量守恒定律表明，在没有外力作用的情况下，一个系统的总动量是恒定不变的。
这个定律对于解释和预测物体的运动行为以及实施一些实验研究起着关键性作用。
动量守恒定律的应用非常广泛，从日常生活到科学研究都有涉及。
一个典型的例子是台球的碰撞。
当一球撞击另一球时，根据动量守恒定律，两球的动量之和在碰撞前后保持不变。
这意味着，当一球以一定的速度撞向另一球并传递了一部分动量后，会出现两球的速度和方向的变化。
实际生活中，我们可以观察到这种现象，通过计算和测量球的质量和速度，可以验证动量守恒定律。
动量守恒定律还被广泛应用于交通工程领域。
以汽车碰撞为例，当两辆车相撞时，根据动量守恒定律，两车的总动量在碰撞前后保持不变。
因此，如果一辆汽车以一定的速度与另一辆汽车发生碰撞，它们的速度和方向都会发生变化。
这对于交通事故的研究和预防具有重要意义，通过对碰撞前后动量的计算，可以评估事故的严重程度和可能的后果。
动量守恒定律也在航天领域的火箭推进器设计中发挥着重要作用。
在火箭发射过程中，燃料逐渐耗尽，火箭质量发生变化，根据动量守恒定律，为了保持总动量的恒定，火箭需要不断改变喷出的燃料气体的速度和方向。
通过控制燃料的喷射和推力的大小，可以使火箭达到预定的速度和轨道。
动量守恒定律为火箭的工程设计提供了理论依据，也为航天探索和发展提供了关键支持。
除了应用以外，动量守恒定律的实验研究也具有重要的意义。
在物理实验中，科学家通过设计特定的实验场景，验证动量守恒定律是否成立，并进一步探究其中的规律。
例如，通过使用气垫和弹簧发射器，可以模拟弹性碰撞，并观察撞击物体的速度和动量变化。
实验结果可以与理论计算进行对比，如果实验数据与理论预测吻合，就可以证明动量守恒定律在该实验条件下成立。
在实验研究中，还可以通过改变实验装置、材料性质和实验条件来探究动量守恒定律的各种影响因素。
大学物理仿真实验——碰撞与动量守恒实验报告姓名：班级：学号：一、实验简介：动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中占有非常重要的地位。
力学中的运动定理和守恒定律最初是冲牛顿定律导出来的，在现代物理学所研究的领域中存在很多牛顿定律不适用的情况，例如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律和相互作用等，但是能量守恒定律仍然有效。
因此，能量守恒定律成为了比牛顿定律更为普遍适用的定律。
本实验的目的是利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定律。
定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。
同时通过实验还可提高误差分析的能力。
二、实验内容：1．研究三种碰撞状态下的守恒定律（1）取两滑块m 1、m 2，且m 1>m 2，用物理天平称m 1、m 2的质量（包括挡光片）。
将两滑块分别装上弹簧钢圈，滑块m 2置于两光电门之间（两光电门距离不可太远），使其静止， 用m 1碰m 2，分别记下m 1通过第一个光电门的时间Δt 10和经过第二个光电门的时间Δt 1， 以及m 2通过第二个光电门的时间Δt 2，重复五次，记录所测数据，数据表格自拟，计算p p ∆、E E∆。
（2）分别在两滑块上换上尼龙搭扣，重复上述测量和计算。
（3）分别在两滑块上换上金属碰撞器，重复上述测量和计算。
2．验证机械能守恒定律（1）a=0时，测量m 、m ’、m e 、s 、v 1、v 2，计算势能增量mgs 和动能增量22211(')()2e m m m v v ++-,重复五次测量，数据表格自拟。
（2）0a ≠时，（即将导轨一端垫起一固定高度h ，sin h lα=），重复以上测量。
三、实验原理：如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该力学系统总动量守恒或在某方向上守恒，即i i m ν∑=恒量 （1）实验中用两个质量分别为m 1、m 2的滑块来碰撞（图4.1.2-1），若忽略气流阻力，根据动量守恒有1102201122m v m v m v m v +=+（2）对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器，我们可用钢圈作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心碰撞。
1 实验：探究碰撞中的不变量2 动量守恒定律疱丁巧解牛知识·巧学一、实验：探究碰撞中的不变量1.一维碰撞两物体碰撞前沿同一条直线运动，碰撞后仍沿同一条直线运动，这种碰撞叫做一维碰撞. 要点提示一维磁撞是碰撞中最为简单的情景.2.实验探究的基本思路(1)与物体运动有关的物理量有哪些？(质量和速度)(2)碰撞前后哪个物理量可能是变化的？哪个物理量是不变化的？(速度的大小和方向可能变化；质量是不变化的)(3)新的不变量可能的形式是怎样的？(比如：两个物体各自的质量与速度的乘积之和；两个物体各自的质量与速度的二次方的乘积之和；两个物体各自的质量与速度的比值之和等等) (4)碰撞的情形可能有哪些？(两个质量相同的物体相碰撞；两个质量悬殊很大的物体相碰撞；两个速度方向相同的物体相碰撞；两个速度方向相同的物体相碰撞；两物体碰撞后可能分开，也可能不分开等等)深化升华在设计实验前应充分考虑到各种不同的情景，以便于我们得到的结论具有普适性.3.需要考虑的问题(1)怎样保证两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，在碰撞之后还沿同一直线运动？(可以用气垫导轨或其他)(2)怎样测量物体的质量、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？(质量可用天平测量，速度可用与气垫导轨配套的光电计时装置测量或用打点计时器或其他原理，如平抛运动等)4.实验探究(1)实验器材：气垫导轨、光电计时器、两个质量相同的小车、弹簧、细线、砝码、双面胶.(2)探究过程:①调整导轨使之处于水平状态，并使光电计时器系统开始工作；②导轨上一小车静止，用另一小车与其碰撞，观察两小车的速度变化；③将两小车用压缩的弹簧连接在一起，烧断细线，观察两小车的运动速度；④在一小车上贴上双面胶，用另一小车碰撞它，使两小车随后粘在一起.观察小车碰撞前、后速度的变化；⑤改变其中某一小车的质量，重复以上步骤.(3)分析论证：两车在碰撞过程中所受合外力为零，碰撞前后小车的质量与速度的乘积的矢量和不变.二、动量1.定义：运动物体的质量和它的速度的乘积叫做物体的动量.联想发散引入动量这一物理量的目的.运动的物体能够产生一定的机械效果，如迎面飞来的足球我们可以用手接，若是铅球呢.这说明这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素，这个效果只能发生在物体运动方向上，为描述运动物体的这一特性而引入动量这一概念.2.表达式：p=ｍv.3.单位：千克米每秒，符号kg·m·s-1.4.方向：动量是矢量，它的方向与速度的方向相同.其方向表示了运动物体在哪个方向上能产生机械效果，运动物体在某一时刻的动量方向，就是该时刻物体运动的方向，即瞬时速度方向，如做圆周运动的物体其速度方向时刻在改变，故动量也是时刻在变化.学法一得动量的运算服从矢量运算法则，即要按平行四边形法则进行运算.深化升华(1)动量是状态量，我们讲物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，因此计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度；(2)动量具有相对性，选用不同参考系时，同一运动物体的动量可能不同，通常在不说参考系的情况下，指的是物体相对于地面的动量.在分析有关问题时要指明相应的参考系.5.动量的变化量(1)动量是矢量，它的大小p=mv，方向与速度的方向相同.因此，速度发生变化时，物体的动量也发生变化.速度的大小或方向发生变化时，速度就发生变化，物体具有的动量的大小或方向也相应发生了变化，我们就说物体的动量发生了变化.设物体的初动量p1=mv1，末动量p2=mv2，则物体动量的变化Δp=p2-p1=mv2-mv1由于动量是矢量，因此，上式一般意义上是矢量式.深化升华动量改变有三种情况：①动量的大小和方向都发生变化，对同一物体而言p=mv，则物体的速度的大小和方向都发生变化；②动量的方向改变而大小不变，对同一物体来讲，物体的速度方向发生改变而速度大小没有变化，如匀速圆周运动的情况；③动量的方向没有发生变化，仅动量的大小发生变化，对同一物体来说，就是速度的方向没有发生变化，仅速度的大小改变.(2)动量的变化量Δp是用末动量减去初动量.(3)动量的变化量Δp是矢量，其方向与速度的改变量Δv的方向相同.学法一得动量的变化量的计算遵循矢量合成法则，要用平行四边形法则进行计算.若在同一直线上，先规定正方向，再用正、负表示初末动量，即可将矢量运算转化为代数运算.三、动量守恒定律1.几个相关概念系统：相互作用的几个物体所组成的整体叫做系统.内力：系统内各物体之间的相互作用力叫做内力.外力：外部其他物体对系统的作用力叫做外力.2.动量守恒定律(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变.(2)表达式：①p=p′，表示系统的总动量保持不变；②Δp1=Δp2，表示一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相同；③Δp=0，表示系统的总动量增量为零，即系统的总动量保持不变；④m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′，表示相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量.动量守恒定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向为正、负来表示方向，将矢量运算转换为代数运算.学法一得动量守恒定律表达式中各速度应对应同一参考系，一般以地面为参考系.在利用动量守恒定律的表达式解题时，一定要先规定正方向.在利用动量守恒定律解题时要掌握把矢量运算转化为标量运算的方法：选定一正方向，速度方向与其相同的取正值，相反的取负值.在计算时一定要把正确的正、负号代入，对于结果中的正、负号也要理解其表示的物理意义.(3)适用条件：①系统不受外力或者所受外力之和为零则系统的动量守恒；②系统内力远大于外力，可以忽略外力，系统总动量守恒；③系统在某一方向上不受外力或所受合外力为零，或所受外力比内力小得多，该方向上的动量守恒.学法一得 动量守恒定律是对应于某一系统，系统的选取是否恰当，直接影响动量守恒定律能否成立，因此系统的正确选取是利用动量守恒定律解题的前提. 典题·热题 知识点一 动量例1 下列关于动量的说法中，正确的是( ) A.速度大的物体，它的动量不一定大 B.动量大的物体，它的速度不一定大C.只要物体速度大小不变，则物体的动量也保持不变D.竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一点时动量一定相同解析：动量的大小由质量和速度的乘积决定，p=mv ，故A 、B 两项正确，动量是矢量，其方向与速度方向相同，竖直上抛的物体两次经过同一点，方向相反，故C 、D 两项错误. 答案：AB方法点拨 动量总是与物体的瞬时速度相对应，这一点可记作动量的瞬时性.例2 有一质量为0.1 kg 的小钢球从5 m 高处自由下落，与水平钢板碰撞后反弹跳起，若规定竖直向下的方向为正方向，碰撞过程中钢球动量的变化为-1.8 kg·ms -1，求钢球反弹跳起的最大高度(g 取10 m/s 2，不计空气阻力).解析：由动量的变化求出钢球与水平钢板碰撞后反弹跳起时的初速度,再据竖直上抛运动规律求出反弹跳起的最大高度. 小钢球与水平钢板碰前速度为 v=gh 2=5102⨯⨯ m/s=10 m/s 方向竖直向下，此时其动量p=mv=0.1×10 kg·m/s=1 kg·m/s设小钢球与水平钢板碰撞后的速度为v ′，选向下为正. 因为 Δp=mv′- mv 所以v=m 1(Δp+mv)=1.01×(-1.8+1) m/s=-8 m/s 负号表示方向竖直向上.小钢球反弹跳起的最大高度为h′h′=g v 22'=102(-8)2⨯ m=3.2 m.方法归纳 将题中小球的运动分为三个过程：自由落体，与钢板的碰撞，竖直上抛.注意这三个过程的转折点.和解其他的动力学问题一样，都应从受力分析和运动分析入手.深化升华 动量的变化也是矢量，且一定为末动量减初动量，如初、末动量的方向沿一条直线，可先规定一个正方向，将矢量运算变成代数运算，用正、负号表示方向.知识点二 动量守恒定律成立的条件例3 在光滑水平面上A 、B 两小车中间有一弹簧，如图16-1-1所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态.将两小车及弹簧看作一个系统，下面说法正确的是( )图16-1-1A.两手同时放开后，系统总动量始终为零B.先放开左手，再放开右手，动量不守恒C.先放开左手，后放开右手，总动量向左D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零解析：在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力(内力)，故动量守恒，即系统的总动量始终为零，所以选项A正确.先放开左手，再放开右手后，是指两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的，所以选项B错误.先放开左手，系统在右手作用下，产生向左的冲量，故有向左的动量，再放开右手后，系统所受合外力也为零，即系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左，所以选项C正确.其实，无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变.若同时放开，那么作用后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零；若两手先后放开，那么两手都放开的总动量就与放开最后一只手系统所具有的总动量相等，即不为零，所以选项D正确.答案：ACD巧解提示判断系统的动量是否守恒时，要注意动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零.因此，要区分清系统中的物体所受的力哪些是内力，哪些是外力.应选准系统，并且紧紧抓住动量守恒的条件.例4 试判断下列作用过程系统的动量是否守恒.A.如图16-1-2(a)所示，水平地面上有一大炮，斜向上发射一枚弹丸的过程；B.如图16-1-2(b)所示，粗糙水平面上有两个物体，压紧它们之间的一根轻弹簧，在弹簧弹开的过程中；C.如图16-1-2(c)所示，光滑水平面上有一斜面体，将另一物体从斜面的顶端释放，在物体下滑的过程中.图16-1-2解析：对于(a)，大炮发射弹丸的过程中，弹丸加速上升，系统处于超重状态，地面对于系统向上的支持力大于系统的重力，所以系统在竖直方向动量不守恒.在水平方向上系统不受外力，或者说受到的地面给炮身的阻力远小于火药爆发过程中的内力，故系统在水平方向上动量守恒.对于(b)来说，在弹簧弹开的过程中，地面给两物体的摩擦力方向相反且是外力，若两个摩擦力大小相等，则系统无论在水平方向上还是在竖直方向上所受合外力为零，则系统动量守恒；若两个物体受到的摩擦力大小不相等，则系统动量不守恒.对于(c)来说，物体在斜面上加速下滑的过程处于失重状态，系统在竖直方向上受到的合外力竖直向下，系统的动量增加，不守恒，而在水平方向上系统不受外力作用，故系统在水平方向上动量守恒.答案：对于(a)系统在水平方向上动量守恒；对于(b)，若两个摩擦力大小相等，则系统动量守恒；若两个物体受到的摩擦力大小不相等，则系统动量不守恒.对于(c)，系统在水平方向上动量守恒.方法归纳 分析动量守恒时要着眼于系统，要在不同的方向上研究系统所受外力的矢量和；系统动量严格守恒的情况是很少的，在分析守恒条件是否满足时，要注重对实际过程的理想化.知识点三 动量守恒定律的应用例5 如图16-1-3所示，水平面上有两个木块，两木块的质量分别为m 1、m 2，且m 2=2m 1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的压缩轻弹簧，烧断细绳后，两木块分别向左右运动，若两木块m 1和m 2与水平面间的动摩擦因数为μ1、μ2=2μ2，则在弹簧伸长的过程中，两木块( )图16-1-3A.动量大小之比为1∶1B.速度大小之比为2∶1C.通过的路程之比为2∶1D.通过的路程之比为1∶1解析：以两木块及弹簧为研究对象，绳断开后，弹簧将对两木块有推力作用，这可以看成是内力；水平面对两木块有方向相反的滑动摩擦力，且F 1=μ1m 1g ，F 2=μ2m 2g.因此系统所受合外力F 合=μ1m 1g-μ2m 2g=0，即满足动量守恒定律条件.设弹簧伸长过程中某一时刻，两木块速度分别为v 1、v 2，由动量守恒定律有(以向右为正方向)： -m 1v 1+m 2v 2=0， 即m 1v 1=m 2v 2.即两物体的动量大小之比为1∶1，故A 项正确. 则两物体的速度大小之比为21v v =12m m =12,故B 项正确，由于木块通过的路程正比于其速度，两木块通过的路程之比21s s =21v v =12,故C 项正确，D 项错误，故本题应选A 、B 、C 三项.答案：ABC误区警示 本题若水平面光滑，就很容易想到动量守恒定律求解.现在两木块受到了摩擦力作用，不少人就想不到要用动量守恒定律求解.原因：一是没有认真分析受力；二是误认为系统受摩擦力作用.实际上系统所受摩擦力之和为零，因此动量守恒的条件是满足的.例6 质量为3 kg 的小球A 在光滑水平面上以6 m/s 的速度向右运动，恰遇上质量为5 kg 的小球B 以4 m/s 的速度向左运动，碰撞后B 球恰好静止，求碰撞后A 球的速度.解析：两球都在光滑水平面上运动，碰撞过程中系统所受合外力为零，因此系统动量守恒. 碰撞前两球动量已知，碰撞后B 球静止，取A 球初速度方向为正，由动量守恒定律有：m A v A +m B v B =m A v A ′ v′A =AB B A A m v m v m +=3(-4)563⨯+⨯m/s≈-0.67 m/s即碰后A 球速度大小为0.67 m/s ，方向向左.误区警示 动量守恒定律是矢量式，应特别注意始末状态动量的方向.很多同学在解题时没有注意到这一点而导致出错，或在解出速度数值后没有说明方向. 问题·探究 方案设计探究问题试用平抛运动规律来探究碰撞中的动量守恒.探究过程:实验装置如图16-1-4所示.让一个质量较大的小球m1从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端的另一质量较小的小球(半径相同)m2发生碰撞(正碰).图16-1-4小球的质量可以用天平称出.测出两个小球碰撞前后的速度.两球碰撞前后的速度方向都是水平的，因此两球碰撞前后的速度，可以利用平抛运动的知识求出.在这个实验中，做平抛运动的小球落到地面，它们的下落高度相同，飞行时间t 也就相同，它们飞行的水平距离x=vt与小球开始做平抛运动时的水平速度v成正比.设小球下落的时间为t，质量为m1的入射小球碰前的速度为v1，碰撞后，入射小球的速度是v1′，被碰小球的速度是v2′.则在图16-1-5中图16-1-5OP=v1t v1=tOPOM=v′1t v1′=tOMON=v′2t v2′=tON具体实验操作如下：安装好实验装置.将斜槽固定在桌边，使槽的末端点的切线是水平的.被碰小球放在斜槽前端边缘处.为了记录小球飞出的水平距离，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，当小球落在复写纸上时，便在白纸上留下了小球落地的痕迹.在白纸上记下重垂线所指的位置O.先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上某一高处滚下，重复10次.用尽可能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.把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从原来的高度滚下，使它们发生碰撞.重复实验10次.用同样的方法标出碰撞后入射小球的落点的平均位置M和被碰小球的落点的平均位置N.线段ON的长度是被碰小球飞出的水平距离；OM是碰撞后小球m1飞行的距离；OP则是不发生碰撞时m1飞行的距离.用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度.注意事项：①斜槽末端的切线必须水平；②入射球与被碰球的球心连线与入射球的初速度方向一致；③入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下；④地面须水平，白纸铺好后，实验过程中不能移动，否则会造成很大误差.探究结论:碰撞中动量守恒(本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量).交流讨论探究问题动量守恒定律与机械能守恒定律的区别有哪些？探究过程:龚小明：研究对象都是由两个或两个以上的物体组成的力学系统，若系统中存在重力做功过程应用机械能守恒定律时，系统中必包括地球，应用动量守恒定律时，对象应为所有相互作用的物体，并尽量以“大系统”为对象考虑问题.冯崇：守恒条件有质的区别：=0，在系统中的每一对内力，无论其动量守恒的条件是系统所受合外力为零，即∑F外性质如何，对系统的总冲量必为零，即内力的冲量不会改变系统的总动量，而内力的功却有可能改变系统的总动能，这要由内力的性质决定.保守内力的功不会改变系统的总机械能；耗散内力(滑动摩擦力、爆炸力等)做功，必使系统机械能变化.张强：两者守恒的性质不同：动量守恒是矢量守恒，所以要特别注意方向性，有时可以在某一单方向上系统动量守恒，故有分量式，而机械能守恒为标量守恒，即始、末两态机械能量值相等，与方向无关.白小艳：应用的范围不同：动量守恒定律应用范围极为广泛，无论研究对象是处于宏观、微观、低速、高速，无论是物体相互接触，还是通过电场、磁场而发出的场力作用，动量守恒定律都能使用，相比之下，机械能守恒定律应用范围是狭小的，只能应用在宏观、低速领域内机械运动的范畴内.刘青青：适用条件不同：动量守恒定律不涉及系统是否发生机械能与其他形式的能的转化，即系统内物体之间相互作用过程中有无能量损失均不考虑，相反机械能守恒定律则要求除重力、弹簧弹力外的内力和外力对系统所做功代数和必为零.探究结论:二者对照，各自的守恒条件、内容、意义、应用范围各不相同，在许多问题中既有联系，又有质的区别.从两守恒定律进行的比较中可以看出：(1)动量守恒定律适用范围更宽泛；(2)两者都是物体在相互作用中系统的不变量，研究对象都是系统；(3)两者都遵守各自成立的条件，互不影响.。
实验式教学下的动量守恒定律教案研究一、研究背景传统的课堂教学大多是由教师在讲台上讲述知识点，学生则是被动地接受。
而实验式教学则是通过让学生参与实验操作，自己发现问题、解决问题和总结问题的方式来提高学生的积极性和主动性，提高课堂效果。
动量守恒定律是中学物理学中十分重要的一条规律，如何通过实验式教学来提高学生对动量守恒定律的理解和应用是本研究的主要目的。
二、研究目的通过设计实验式教学下的动量守恒定律教案，在课程中融入实验、讨论、总结等环节，提高学生的动手实践能力，培养学生的探究精神，让学生深入理解动量守恒定律及其应用，增强学生的兴趣和吸引力，提高课堂效果，以实现教育目标的目的。
三、教学内容设计1.教学目标通过本次教学活动达到以下目标：（1）认识动量守恒定律及其应用。
（2）掌握动量守恒定律的数学表达式。
（3）掌握使用实验方法来确定物体运动的动量。
（4）了解弹性碰撞与非弹性碰撞的概念。
（5）掌握动量守恒定律在弹性碰撞和非弹性碰撞中的应用。
2.教学内容授课内容主要分为四个环节：前导知识讲解、实验操作、实验分析和应用总结。
A、前导知识讲解对于动量、动量定理和动量守恒定律这些概念进行讲解，重点呈现“动量守恒定律”的概念和公式表达方式，同时也可以进行相关练习以避免相关概念理解不到位。
B、实验操作通过设置小组实验操作的方式，让每个同学都参与进来，并且每个人都能亲身去感受动量和动量定理。
小组分为碰撞前与碰撞后两块基本单元，既可以进行弹性碰撞，也可以进行非弹性碰撞的实验，使学生能够在实践中感受和熟悉动量和动量的改变。
进行实验前，学生需要制定实验方案并汇报给班级，提高参与度。
C、实验分析把学生分成讨论小组，让学生在自己的实验中主动提出问题，同伴一起探讨并查找问题答案，让学生从过程中进行思考并不断发现问题、提出问题、尝试解决问题和回答问题。
在小组讨论中让学生深入了解和认识到动量守恒定律的重要性和应用，并进行实际运用。
D、应用总结通过老师讲解“动量守恒定律”在弹性碰撞和非弹性碰撞中的应用，进行学生综合实际问题进行应用练习，从而全面巩固动量守恒定律的相关知识。
动量守恒的实验动量守恒是物理学中一个重要的理论原则，它指出在一个孤立系统中，动量的总量始终保持不变。
为了验证动量守恒的理论，我们可以进行以下实验。
实验设计：实验目的：验证动量守恒定律。
实验器材：弹性小球、平滑水平面、光栅、光电门、弹簧秤、直尺、计时器等。
实验步骤：1. 将光栅固定在一块水平面上，并将其放置在宽大于小球直径的平滑水平面上。
2. 将光电门安装在光栅边缘的两侧，确保小球通过光栅时能够被准确地检测到。
3. 将弹簧秤固定在水平面的一侧，使其与光电门对齐。
4. 选择一个合适的实验小球，并将其置于弹簧秤上。
5. 用直尺测量小球到光电门的距离，并记录下来作为初始距离。
6. 启动计时器，并轻轻拉开小球，使其沿着平滑水平面向光栅运动。
7. 当小球通过光电门时，记录经过的时间，并记录下来。
8. 重复以上步骤多次，取平均值以提高实验结果的准确性。
实验结果：根据实验数据，我们可以计算出小球通过光电门时的速度，进而计算出其动量。
利用动量守恒原理，我们可以比较初始状态下小球的动量与通过光栅后的动量是否相等，验证动量守恒定律是否成立。
讨论与结论：通过多次实验，并进行数据分析，我们得出以下结论：1. 在这个实验中，我们验证了动量守恒定律的有效性。
无论小球的初始速度大小如何，通过光栅后的动量总是等于初始动量。
2. 实验结果的准确性受到许多因素的影响，如光电门的精确度、计时器的准确性以及平滑水平面的平整程度等。
在实验过程中要注意这些因素，并尽量减小其对实验结果的影响。
3. 通过对实验数据的分析，我们还可以进一步研究动量守恒定律在不同条件下的适用性。
例如，可以改变水平面的倾角，观察小球通过光栅后的动量是否仍然守恒。
动量守恒定律在物理学中起着重要的作用，它不仅可以解释许多物理现象，还应用于工程设计和交通安全等领域。
通过实验验证动量守恒定律的有效性，有助于加深对物理学原理的理解，并为日常生活和科学研究提供参考依据。
结论：根据以上实验结果和讨论，我们可以得出结论：动量守恒定律在本实验中得到了有效的验证。
碰撞实验的原理与动量守恒定律实验碰撞实验的原理与动量守恒定律实验的设计与分析碰撞实验的原理与动量守恒定律实验的设计与分析碰撞实验是物理实验中常用的一种方法，通过实验可以研究物体在碰撞过程中的行为以及动量的守恒定律。
本文将介绍碰撞实验的原理，以及如何设计和分析这类实验。
一、碰撞实验的原理碰撞实验是研究物体在碰撞过程中的行为的实验方法。
在碰撞前，两个或多个物体以不同的速度和质量运动，当它们相互接触时，会发生力的作用，导致物体的速度和方向发生改变。
碰撞实验的原理主要包括动量守恒定律和能量守恒定律。
1. 动量守恒定律动量守恒定律是碰撞实验中最基本的原理之一。
根据动量守恒定律，碰撞前后物体的总动量保持不变。
即在碰撞瞬间，物体A的动量加物体B的动量等于碰撞后物体A的动量加物体B的动量。
数学表达式为：m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'，其中m为质量，v为速度，'表示碰撞后的状态。
2. 能量守恒定律能量守恒定律是指在碰撞过程中，总能量保持不变。
即碰撞前物体的总动能加总势能等于碰撞后物体的总动能加总势能。
二、碰撞实验的设计与分析为了观察和研究碰撞过程中的现象，我们需要进行碰撞实验的设计和分析。
下面将重点介绍如何设计和分析碰撞实验。
1. 实验设计碰撞实验的设计需要明确实验目的和要达到的效果。
首先，确定所需实验装置和仪器，例如运动轨道、小球、传感器等。
然后，选择合适的碰撞实验模型，例如弹性碰撞模型或非弹性碰撞模型。
根据实验的要求，确定实验参量，例如质量、速度等。
最后，设置实验步骤和操作方法，确保实验过程准确可靠。
2. 实验分析在实验完成后，需要对实验数据进行分析和处理。
首先，将实验数据整理成表格或图表形式，便于观察和比较。
然后，根据动量守恒定律和能量守恒定律，分析碰撞前后物体的动量和能量变化。
比较实验结果与理论预期的差异，讨论可能的误差来源，并提出改进的建议。
最后，总结实验结果，得出结论，验证动量守恒定律在碰撞实验中的适用性。
实验1 动量守恒定律的研究――气垫导轨实验（一）气垫技术是20世纪60年代发展起来的一种新技术，这一新技术克服了物体与运动表面之间的摩擦阻力，减少了磨损，延长了仪器寿命，提高了机械效率。
因此，在机械、电子、纺织、运输等领域中得到了广泛的应用，如激光全息实验台、气垫船、空气轴承、气垫输送带等。
气垫导轨（Air track ）是采用气垫技术的一种阻力极小的力学实验装置。
利用气源将压缩空气打入导轨腔内，再由导轨表面上的小孔喷出气流，在导轨与滑行器（滑块）之间形成很薄的空气薄膜，浮起滑块，使滑块可以在导轨上作近似无阻力的直线运动，为力学实验创造了较为理想的测量条件。
在力学实验中，利用气垫导轨可以观察和研究在近似无阻力情况下物体的各种运动规律，极大地减少了由于摩擦力的存在而出现的较大误差，大大提高了实验的精确度。
利用气垫导轨和光电计时系统，许多力学实验可以进行准确的定量分析和研究，使实验结果接近理论值，实验现象更加真实、直观。
如速度和加速度的测量，重力加速度的测定，牛顿运动定律的验证，动量守恒定律的研究，谐振运动的研究，等等。
动量守恒定律是自然界的一个普遍规律，不仅适用于宏观物体，也适用于微观粒子，在科学研究和生产技术方面都被广泛应用。
本实验通过两个滑块在水平气垫导轨上的完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞过程来研究动量守恒定律。
【实验目的】1．了解气垫导轨的基本构造和功能，熟悉气垫导轨的调节和使用方法。
2．了解光电计时系统的基本组成和原理，掌握电脑通用计数器的使用方法。
3．用观察法研究完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。
4．验证动量守恒定律，学会判断实验是否能够验证理论的基本方法。
【实验原理】1．碰撞与动量守恒定律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。
在一直线上运动的两个物体，质量分别为1m 和2m ，在水平方向不受外力的情况下发生碰撞，碰撞前的运动速度为10v 和20v ，碰撞后的运动速度为1v 和2v ，则由动量守恒定律可得2211202101v m v m v m v m +=+ （1）实验中利用气垫导轨上两个滑块的碰撞来研究动量守恒定律。
2．完全弹性碰撞完全弹性碰撞的特点是碰撞前后系统的动量守恒，机械能也守恒。
如图1所示，如果在两个滑块相碰撞的两端装上缓冲弹簧，在滑块相碰时缓冲弹簧发生弹性形变后恢复原状，系统的机械能基本无损失，可用公式表示222211*********1212121v m v m v m v m +=+ （2） 由式（1）和式（2）联合求解可得⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫++-=++-=211012012221202102112)(2)(m m v m v m m v m m v m v m m v （3） 在实验时，若令21m m =，两个滑块的速度必交换。
若不仅21m m =，且020=v ，则碰撞后1m 滑块变为静止，而2m 滑块却以1m 滑块原来的速度沿原方向运动起来。
若两个滑块质量21m m ≠，且020=v ，则有⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+=+-=21101221102112)(m m v m v m m v m m v （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020=v 时有2211101v m v m v m += （5）3．完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞的特点是两个物体碰撞后一起以相同的速度运动。
如图2所示，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视为完全非弹性碰撞。
若21m m ≠，020=v ，v v v ＝＝21，由式（1）可得10211v m m m v += （6） 若21m m =，020=v ，则有1021v v = （7） 即两个物体碰撞后的速度为物体1m 碰撞前速度的一半。
图1 完全弹性碰撞（m 1＝m 2）4．恢复系数和动能比碰撞的分类可以根据恢复系数的值来确定。
所谓恢复系数就是指碰撞后的相对速度和碰撞前的相对速度之比，常用e 来表示201012v v v v e --= （8） 若e ＝1，即122010v v v v -=-是完全弹性碰撞；若e =0，即21v v ＝是完全非弹性碰撞。
碰撞前后的动能比R 也是反映碰撞性质的物理量，在020=v 时可以推导出动能比R 为21221m m e m m R ++= （9） 在020=v 、21m m =时，动能比R 为)1(212e R += （10） 若物体做完全弹性碰撞时，e ＝1则R =1，无动能损失；若物体做完全非弹性碰撞时，e ＝0则21=R ；若物体做一般非弹性碰撞时，10<<e ，则121<<R 。
5．判断实验与理论是否相符实验总是存在着误差，因此实验验证动量守恒定律时式（1）不可能准确成立。
设物体碰撞前后的总动量分别为P 0和P ，其标准不确定度分别0P u 和P u ，如果满足如下关系式220)3()3(0P P u u P P +≤- （11）说明碰撞前后动量的偏离量在实验允许的可能最大误差范围内。
那么，就可以说，在实验误差范围内，动量守恒定律成立，即从实验上验证了动量守恒定律。
如果220)3()3(0P P u u P P +≤-不成立，说明实验没有验证动量守恒定律，需查出原因。
图2 完全非弹性碰撞【实验器材】1．气垫导轨气垫导轨是一种接近于无摩擦阻力的力学实验装置，由导轨、滑块和光电计时测量系统组成，外形结构如图3所示。
（1）导轨导轨是一根固定在钢架上的三角形铝合金空腔管，在空腔管的侧面钻有数排等距离的小孔，导轨剖面如图4所示。
空腔管的一端封闭，另一端通过塑料管与供气系统相连。
当压缩空气送入空腔管后，再从小孔高速喷出。
在导轨上方可安放作为测量对象的滑块，在导轨上还有用于测量位置的标尺，在导轨下装有调节水平用的底脚螺丝。
（2）滑块滑块由直角形铝板制成，其内表面可以与导轨的两个侧面精密吻合。
当压缩空气从导轨上的小孔中高速喷出时，在滑块和导轨之间形成很薄的空气层即气垫，使滑块悬浮在导轨面上。
滑块与导轨面不发生直接接触，因此滑块在导轨上的运动，可近似地认为是一种无摩擦的运动。
当然，实际上还存在滑块与导轨面间的空气粘滞力和滑块周围的空气阻力，但这些阻力很小，一般可以忽略不计。
气垫导轨之所以能成为定量研究许多力学现象的一种良好实验装置，利用的就是这一特性。
滑块中部的上方水平安装着遮光片（也称为挡光片），与光电门和计数器相配合，测量滑块经过光电门的时间或速度。
滑块上还可以安装配重块（即金属片，用以改变滑块的质量）、弹性碰撞器（弹簧）、非弹性碰撞器（尼龙搭扣）等配件，用于完成不同的实验。
（3）光电计时系统光电计时测量系统由光电门和电脑通用计数器组成，光电门结构和测量原理如图5所示。
当滑块从光电门旁经过时，安装在滑块上的遮光片穿过光电门，从发射器（如发光二极管）射出的红外光被遮光片遮住而无法照到接收器上，此时接收器（如光电二极管）产生一个脉冲信号。
在滑块经过光电门旁的整个过程中，遮光片两次挡光，则接收器共产生两个脉冲信号，计数器将测出这两个脉冲信号之间的时间间隔t ∆。
设二次遮光片间的遮光距离为l ∆，则平均速度为tl v ∆∆=，当速度变化不大，或l ∆较小时，这个平均速度就可认为是滑块通过光电门中间的瞬时速度。
（有关光电计时系统的较详细说明可参阅本实验的附录一。
）MUJ 系列电脑通用计数器用单片机作为中央处理器，并且编入了相应的数据处理程序，具备多组实验数据的记忆存储功能。
从1、2两个光电门（光电门接在通用计数器背面的插座上）采集数据 图4 导轨的剖面图图5 光电门的结构与测量原理1－进气口；2－标尺；3－滑块；4－挡光片；5－光电门；6－导轨；7－滑轮8－支承梁；9－垫脚（单底脚螺丝）；10－支脚（双底脚螺丝）；11－发射架；12－端盖 图3 气垫导轨的结构信号，经中央处理器处理后，在LED数码显示屏上显示出测量结果。
MUJ系列电脑通用计数器的主要按键及其基本功能如下。
①功能键多次按下功能键，选择要使用的功能。
本实验主要使用“计时2（S2）”功能，即测量滑块经过P1和P2两光电门时滑块上挡光片遮光的时间间隔t∆或滑块的速度v（视设定的单位而定）。
按下转换键，再按下功能键，仪器将清除之前所记录的测量结果。
②转换键按下转换键大于1秒，选择所用挡光片的宽度（1cm、3cm、5cm或10cm），在显示的宽度值与所用挡光片的宽度相同时，放开此键即可。
每次开机时挡光片的宽度自动设定为1cm。
（测量速度前，请确认所用挡光片的宽度与设定挡光片的宽度二者相等。
）在选择好“计时2”功能后，按下转换键小于1秒，设定显示的测量结果是时间还是速度（相应的时间单位s或速度单位cm/s前的指示灯点亮）。
③转换键自上一次清零后开始记录算起，前20组测量结果会自动保留存储下来。
按下转换键，可依次显示存储的测量结果。
当显示“E×”时，提示将显示存入的第×组测量结果；每个测量结果显示约10s，然后再显示下一组测量结果。
2．气垫导轨的水平调节导轨水平状态的调整是正确使用气垫导轨的重要内容，许多测量都需要先将导轨调整到水平状态。
由于导轨较长，用一般的水平仪测量有困难，实验中常采用观察滑块的运动情况来判断导轨是否水平。
调整气垫导轨水平有一定的难度，需要耐心地反复调整，常用的调整方法有下列两种。
（1）静态粗调导轨通气后，滑块放置在导轨上的实验段内，调整用于水平调节的底脚螺丝（图3中的“9”），直到滑块保持不动，或稍有滑动，但不总是向一个方向滑动，则可认为导轨基本调平。
（2）动态细调先使滑块以中等速度平稳地从左端向右端运动，分别记录先后通过两个光电门的时间间隔t∆和1t∆，仔细调节底脚螺丝，使2t∆和1t∆十分接近。
当导轨完全水平时，由于滑块与导轨间的粘滞阻2力和滑块周围的空气阻力，使t∆比1t∆稍长一些，一般应在第三位读数以下才有差别。
再使滑块以2同样速度从右端向左端运动，分别记录先后通过两个光电门的时间间隔t∆和2t∆，2t∆和1t∆也应十1分接近。
这时可认为导轨调平。
【实验内容与步骤】1．调整气垫导轨和光电计时系统调整气垫导轨水平，达到细调水平要求。
调整光电计时系统处于正常工作状态。
2．观察完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点选取质量相等的两个滑块和质量不等的两个滑块，分别进行完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞，观察碰撞的特点。
3．验证动量守恒定律（1）完全弹性碰撞①两个质量相等滑块的碰撞选取两个质量相等的滑块m1和m2，m1=m2，分别装有双遮光片和弹性碰撞器。
在保证m1和m2碰撞时二者的遮光片均在光电门1和光电门2之间的条件下使两个光电门尽量靠近，m2置于两个光电门之间静止不动，并使碰撞前m2的遮光片尽量靠近光电门2。
