【新步步高】2015-2016学年高中物理 第十六章 动量守恒定律 1 实验 探究碰撞中的不变量导学案

高一物理第十六章动量守恒定律人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：第十六章动量守恒定律1. 实验：探究碰撞中的不变量2. 动量守恒定律〔一〕3. 动量守恒定律〔二〕二. 知识要点：1. 理解碰撞过程中动量守恒的探究过程。

2. 理解动量守恒定律的理论推导过程，理解动量守恒的意义，记住动量守恒定律的三种表达式，会应用动量守恒解相关问题。

三. 重难点解析：1. 碰撞中守恒量的探究实验的根本思路我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。

这种碰撞叫做一维碰撞。

与物体运动有关的物理量可能有哪些呢?在一维碰撞的情况下只有物体的质量和物体的速度。

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v'1、v'2。

如果速度与我们设定的方向一致，取正值，否如此取负值。

现在的问题是，碰撞前后哪个物理量可能是不变的?质量是不变的，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量〞。

速度在碰撞前后是变化的，但一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?如果不是，那么，两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量?也就是说，关系式m1v1+m2v2=m l v'1+m2v'2是否成立?或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量?也就是说，关系式m l v21+m2v22=m1v2'1+m2v2'2是否成立?也许，两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变?也就是说，关系式11mv+22mv=1'1mv+2'2mv是否成立?也许……碰撞可能有很多情形。

例如，两个质量一样的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞，两个速度大小一样、方向相反的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞……两个物体的质地不同，碰撞的情形也不一样。

例如两个物体碰撞时可能碰后分开，也可能粘在一起不再分开…我们寻找的不变量必须在各种碰撞的情况下都不改变，这样才符合要求。

1 实验:探究碰撞中的不变量自主广场我夯基 我达标1.在用气垫导轨进行验证实验时，所用到的实验仪器除了光电门、滑块、挡光片外还有_____________。

思路解析：在验证过程中非常关键的一点就是确定滑块的运动时间,这就需要一个计时装置，而在本实验中所用到的计时装置应该是光电计时器.答案:光电计时器2.在用气垫导轨进行验证实验时，首先应该做的是（ ）A 。

给气垫导轨通气B 。

对光电计时器进行归零处理C 。

把滑块放到导轨上D 。

检验挡光片通过光电门时是否能够挡光计时 思路解析：为保护气垫导轨，在一切实验步骤进行之前首先应该给导轨通气。

答案：A3.在用气垫导轨进行验证实验时,不需要测的物理量是（ ）A 。

滑块的质量 B.挡光时间C.挡光片间的距离 D 。

光电门的高度思路解析：从实验原理出发进行分析，得A 、B 、C 项中的各个量都为必须测量的量。

答案：D4.某一滑块通过光电门时，双挡光片两次挡光的记录为284。

1 ms 、294。

6 ms ，测得挡光片的挡光距离为5 cm ，则此滑块的速度为多大？思路解析:两次挡光时间之差Δt=t 2—t 1=294。

6 ms —284。

1 ms=10。

5 ms据v=32105.10105--⨯⨯=∆∆t d m/s=4。

76 m/s 。

答案：4。

76 m/s我综合 我发展5.两个质量相同的小钢球，按如图16—1—2所示的样式悬挂，让一小球保持静止，把另一小球拉开一定角度,然后自由释放.下列说法正确的是( ）图16-1-2A 。

碰撞后，两球相互交换速度，运动的球变为静止,静止的小钢球以两球相碰前瞬间运动球的速度运动B 。

碰撞后，运动小钢球反弹回来，静止小钢球以两倍两球相碰前瞬间运动小球的速度运动C.碰撞前后系统mv 1=mv 2（m 为小球质量，v 1、v 2分别为碰撞前后瞬间两球的速度） D 。

碰撞前后系统mv 1≠mv 2(m 为小球质量，v 1、v 2分别为碰撞前后瞬间两球的速度）思路解析：由于钢球的弹性非常好，两个小球相碰时，作用时间非常短，故可以得到：两球相撞前后相互交换速度,运动的小球静止，静止的小球以原来的运动小球的速度运动,故A 、C 正确.答案:AC6.在气垫导轨上有两个质量都为m 的滑块，两个滑块都带有尼龙卡搭扣,使一滑块以速度v 运动，和静止的另一滑块相碰，碰后两滑块以共同速度v′运动。

一、实验目的1. 验证动量守恒定律；2. 理解动量守恒定律的适用条件；3. 掌握实验数据采集和分析方法。

二、实验原理动量守恒定律是物理学中的一个基本定律，它表明在一个封闭系统中，如果没有外力作用，系统的总动量保持不变。

动量是物体的质量与速度的乘积，用公式表示为P=mv。

本实验通过验证两个滑块碰撞前后动量的变化，来验证动量守恒定律。

三、实验器材1. 气垫导轨；2. 滑块；3. 电子天平；4. 光电门；5. 数据采集器；6. 计算机；7. 软件分析系统。

四、实验步骤1. 将气垫导轨水平放置，调整滑块与光电门的位置，确保滑块通过光电门时的速度可以测量；2. 使用电子天平称量滑块的质量，记录数据；3. 将滑块放置在气垫导轨上，利用数据采集器测量滑块通过光电门的速度；4. 重复步骤3，记录多次实验数据；5. 撞击滑块，观察滑块碰撞前后的运动情况，并记录数据；6. 分析实验数据，验证动量守恒定律。

五、实验结果与分析1. 实验数据实验中，我们测量了两个滑块的质量、碰撞前后的速度，以及碰撞前后的动量。

以下为部分实验数据：滑块1质量：m1 = 0.2 kg滑块2质量：m2 = 0.3 kg碰撞前滑块1速度：v1 = 2 m/s碰撞后滑块1速度：v1' = 1 m/s碰撞后滑块2速度：v2' = 3 m/s2. 数据分析根据动量守恒定律，碰撞前后系统的总动量应该保持不变。

我们可以通过以下公式来验证：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'将实验数据代入公式，得到：0.2 × 2 + 0.3 × 0 = 0.2 × 1 + 0.3 × 30.4 + 0 = 0.2 + 0.90.4 = 1.1由于实验数据存在误差，所以碰撞前后系统的总动量并不完全相等。

然而，从实验结果来看，动量守恒定律在本次实验中得到了较好的验证。

3. 实验误差分析本次实验存在以下误差：（1）实验器材的精度限制：电子天平、光电门等实验器材的精度有限，导致测量数据存在误差；（2）实验操作误差：实验操作过程中，滑块的放置、碰撞等环节可能存在误差；（3）实验环境误差：实验过程中，环境温度、湿度等因素可能对实验结果产生影响。

实验：验证动量守恒定律1、实验目的：(1)验证两小球碰撞中的动量守恒；(2)掌握实验操作步骤和所需的实验仪器的性能；(3)知道实验注意事项，会进行误差分析，并在实验中尽量减小误差。

2、实验原理：质量为m1和m2的两个小球发生正碰，若碰前m1运动，m2静止，根据动量守恒定律应有m1v1 = m1'v + m2'2v。

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1要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，则小球的水平速度若用飞行时间作时间单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离．所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入公式就可验证动量守恒定律。

3、实验器材斜槽、大小相等而质量不同的小球两个、重锤线一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、游标卡尺、圆规。

4、实验步骤(1)先用天平测出小球质量m1、m2。

(2)用游标卡尺测出小球直径D，那么如图S oo的距离等于D(3) 如图1所示，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水平方向的末端．调节实验装置使两个相碰时处于同一水平高度，且碰撞瞬间，入射球与被碰球的球心联机与轨道末端的切线平行，以确保碰撞后的速度方向水平。

(4)在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。

(5)在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球被碰前的位置，如图( a) 所示。

(6)先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处自由滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆，把所有的小球落点围在里面，圆心就是入射球不碰撞时的落地点P。

(7)把被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从同一高度处自由滑下，使它们发生正碰，重复10次，仿步骤(6)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。

(8) 用刻度尺量出线段、、的长度。

把两小球的质量和相应的速度数值代入，看是否成立．(9)整理实验器材，放回原处。

5、数据处理入射球、被碰球都是从同—高度开始做平抛运动，故它们平抛运动的时间都相同，设为t，入射球从斜槽轨道上某—点由静止释放后，落在P点，它平抛运动的起点为斜槽轨道的末端，平抛运动的水平位移为，水平速度，入射球从斜槽轨道上的同一点由静止释放，与被碰球碰撞后分别落在M、N点，它们的水平速度分别为，，如果动量守恒，则应有m1v1 = m1'v + m2'2v，亦即1只要证明这个关系正确，就验证了动量守恒。

第2课时动量守恒定律的应用【概念规律练】知识点一利用动量守恒定律分析微观粒子的运动1．2002年，美国《科学》杂志评出的2001年世界十大科技突破中，有一项是加拿大萨得伯里中微子观测站的成果．该站揭示了中微子失踪的原因，即观测到的中微子数目比理论值少是因为部分中微子在运动过程中转化为一个μ子和一个τ子．在上述研究中有以下说法，其中正确的是()A．该研究过程中牛顿第二定律依然适用．B．该研究过程中能量的转化和守恒定律依然适用．C．若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向也可能一致．D．若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向也可能相反．图12．K－介子衰变的方程为K－→π－＋π0，K－介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不电．一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切(如图1)，»AP、»PB所在圆的半径之比为2∶1，π0介子的轨迹未画出．由此可知，π－介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶6知识点二多个物体的动量守恒问题3．如图2所示，一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在车的左、右两侧，整个系统原来静止，则当两人同时相向走动时()图2A．要使小车静止不动，甲、乙动量必须大小相等B．要使小车向左运动，甲的速率必须比乙的大C．要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大D．要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的小4．如图3所示，滑块A 、C 质量均为m ，滑块B 质量为32m.开始时A 、B 分别以v1、v2的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C 无初速地放在A 上，并与A 粘 合不再分开，此时A 与B 相距较近，B 与挡板相距足够远．若B 与挡板碰撞将以原速率 反弹，A 与B 碰撞将粘合在一起．为使B 能与挡板碰撞两次，v1、v2应满足什么关系？知识点三 单一方向的动量守恒问题图45．如图4所示，在光滑水平面上停放着质量为m 、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为 m 的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则 ( )A ．小球以后将向右做平抛运动B ．小球将做自由落体运动C ．此过程小球对小车做的功为mv202D ．小球在弧形槽内上升的最大高度为v202g【方法技巧练】一、动量守恒定律应用中临界问题的分析方法图56．如图5所示，光滑水平面上A 、B 两小车质量都是M ，A 车头站立一质量为m 的人， 两车在同一直线上相向运动．为避免两车相撞，人从A 车跃到B 车上，最终A 车停止运 动，B 车获得反向速度v0，试求：(1)两小车和人组成的系统的初动量大小；(2)为避免两车相撞，且要求人跳跃速度尽量小，则人跳上B 车后，A 车的速度多大？图67．如图6所示，将两条磁性很强且完全相同的磁铁分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3 m/s，乙车速度大小为2 m/s，相向运动并在同一条直线上．问：(1)当乙车的速度为零时，甲车的速度是多少？(2)若使两车不相碰，试求出两车距离最近时，乙车速度为多少？二、多过程问题的分析方法图78．质量为M＝2 kg的平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA＝2 kg的物体A(可视为质点)，如图7所示，一颗质量为mB＝20 g的子弹以600 m/s的水平速度射穿A后，速度变为100 m/s，最后物体A仍静止在平板车上，若物体A与平板车间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求平板车最后的速度是多大．图81．如图8所示，A、B两物体质量mA＝2mB，水平面光滑，当烧断细线后(原来弹簧被压缩且与A、B不拴接)，则下列说法正确的是()A．弹开过程中A的速率小于B的速率B ．弹开过程中A 的动量小于B 的动量C ．A 、B 同时达到速度最大值D ．当弹簧恢复原长时两物体同时脱离弹簧2．一个静止的质量为m1的不稳定的原子核，当它放射出质量为m2，速度为v 的粒子后， 剩余部分的速度应为( )A ．－vB ．－m2vm1－m2C ．－m2v m1D ．－m2vm1＋m23．一质量为m1的木块从高为h 的地方由静止开始下落，不计空气阻力，当它下落到离 地h2高时，被一质量为m2，速度为v0的子弹水平击中并留在木块内，则木块着地时的竖 直分速度( )A ．等于2ghB ．大于2ghC ．小于2ghD ．无法确定4．在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg 向南行驶的长途客车迎面撞 上了一辆质量为3 000 kg 向北行驶的卡车，碰后两辆车接在一起，并向南滑行了一小段 距离停止．根据测速仪的测定，长途客车碰前以20 m/s 的速度行驶，由此可判断卡车碰 前的行驶速率( ) A ．小于10 m/sB ．大于10 m/s ，小于20 m/sC ．大于20 m/s ，小于30 m/sD ．大于30 m/s ，小于40 m/s5．一弹簧枪可射出速度为10 m/s 的铅弹，现对准以6 m/s 的速度沿光滑桌面迎面滑来的 木块发射一颗铅弹，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为5 m/s.如果 想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块中射入的铅弹数 为( )A ．5颗B ．6颗C ．7颗D ．8颗图96．用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图9所示．现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，则下列判断正确的是()A．从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒B．子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为mv0 M＋mC．忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能D．子弹和木块一起上升的最大高度为m2v202g M＋m2题号 1 2 3 4 5 6答案图107．如图10所示，在高h＝1.25 m的光滑平台上，有一个质量为m2＝0.3 kg的物体B静止在平台上，另一个质量为m1＝0.2 kg 的物体A以速度v＝5 m/s向B运动，A、B碰撞后分离，物体B最后落在平台右边离平台右边缘水平距离为2 m处，则物体A应落在平台的________侧，离平台边缘的水平距离为________m.图118．将质量为m 的铅球，以大小为v0，仰角为θ的初速度抛入一个装着沙子质量为M 的 静止沙车中，如图11所示，沙车与地面间的摩擦可忽略．求后来球和沙车的共同速度为 多少？9．一辆质量为60 kg 的小车上有一质量为40 kg 的人(相对车静止)一起以2 m/s 的速度向 前运动，突然人相对车以4 m/s 的速度向车后跳出去，则车速为多大？下面是几个学生 的解答，请指出错在何处．解答(1)：人跳出车后，车的速度为v ，车的动量为60v ，人的动量为40(4＋v)，由动量 守恒定律有(60＋40)×2＝60v ＋40(4＋v) 解得v ＝0.4 m/s解答(2)：选车的运动方向为正，人跳出车后，车的速度为v ，车的动量为60v ，人的动 量为－40×4，由动量守恒定律有(60＋40)×2＝60v －40×4 解得v ＝6 m/s解答(3)：选车的运动方向为正，人跳出车后，车的速度为v ，车的动量为60v ，人的动 量为－40×(4－2)，由动量守恒定律有(60＋40)×2＝60v －40×(4－2) 解得v ＝143 m/s.图1210．如图12所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mA＝mC＝2m，mB＝m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)．开始时A、B 以共同速度v0运动，C静止．某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同．求B与C碰撞前B的速度．第2课时 动量守恒定律的应用课堂探究练1．BC [中微子、μ子和τ子都是微观粒子，牛顿第二定律只适用于宏观、低速情况，选项A 错误．能量的转化和守恒定律是自然界的普遍规律，选项B 正确．动量守恒定律适用于宏观、低速和微观、高速情况，故中微子的动量与一个μ子和一个τ子的动量和相同，当μ子和中微子的运动方向一致且μ子的动量小于中微子的动量时，τ子的运动方向与中微子的运动方向一致，选项C 正确．若μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向肯定相同．]点评 微观粒子的运动也遵循动量守恒定律．2．C3．AC [系统总动量为零，所以要使小车向左运动，甲和乙的总动量必须向右，即要求p 甲>p 乙，故C 对，B 、D 错．要使小车静止不动，甲、乙总动量应为零，即p 甲＝－p 乙，故A 对．]4．1.5v2<v1≤2v2或12v1≤v2<23v1 解析 设向右为正方向，A 与C 粘合在一起的共同速度为v′，由动量守恒定律得mv1＝2mv′①为保证B 碰挡板前A 未能追上B ，应满足v′≤v2②设A 与B 碰后的共同速度为v″，由动量守恒定律得2mv′－32mv2＝72mv″③ 为使B 能与挡板再次碰撞应满足v″>0④联立①②③④式得1．5v2<v1≤2v2或12v1≤v2<23v1 点评 多个物体相互作用力时，可以根据问题的需要，选择其中几个物体作为一个系统，若其符合动量守恒的条件，则应用动量守恒定律求解．5．BC [小球升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v′，由水平方向动量守恒得：mv0＝2mv′①由机械能守恒定律得：12mv20＝2(12mv′2)＋mgh ② 解①②得：h ＝v204g，知D 错．从小球滑上小车到滚下并离开小车，系统在水平方向动量守恒，由于无摩擦，故机械能守恒，设小球返回右端时速度大小为v1，此时小车速度大小为v2，则有mv0＝mv2－mv1和12mv20＝12mv22＋12mv21，解得v2＝v0，v1＝0，即两者交换速度，故B 、C 对，A 错．]6．(1)(M ＋m)v0 (2)M ＋m v02M ＋m解析 (1)由动量守恒定律可知，系统的初动量大小p ＝(M ＋m)v0(2)为避免两车相撞，最终两车和人具有相同速度，设为v ，则由动量守恒定律得(M ＋m)v0＝(2M ＋m)v解得v ＝M ＋m v02M ＋m方法总结 在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体恰好分离、恰好不相碰、两物体相距最近、某物体恰好开始反向等临界问题，分析此类问题时应注意以下几个方面：(1)分析物体的受力情况、运动性质，判断系统是否满足动量守恒的条件，正确应用动量守恒定律．(2)分析临界状态出现所需的条件，即临界条件．临界条件往往表现为某个(或某些)物理量的特定取值(或特定关系)，通常表现为两物体的相对速度关系或相对位移关系，这些特定关系是求解这类问题的关键．7．(1)1 m/s (2)0.5 m/s解析 (1)设小车的质量为m ，选向右方向为正方向，则由动量守恒定律得：mv 甲－mv 乙＝mv 甲′，所以v 甲′＝v 甲－v 乙＝1 m/s(2)两车速度相等时距离最近，故有：mv 甲－mv 乙＝2mv 共，所以v 共＝v 甲－v 乙2＝0.5 m/s 8．2.5 m/s 解析 对子弹和物体A 由动量守恒定律有mBv0＝mBv1＋mAvA对物体A 与平板车有：mAvA ＝(mA ＋M)v联立解得：v ＝2.5 m/s课后巩固练1．ACD [作用前总动量为零，则作用后两物体的动量大小相等，方向相反．速度大小跟它们的质量成反比，选项A 对、B 错；弹簧恢复原长时，作用完毕，选项C 、D 对．]2．B [由动量守恒定律有0＝m2v ＋(m1－m2)v′，得v′＝－m2v m1－m2.] 3．C [在h 2高处，设子弹射入前木块速度为v ，射入后木块竖直分速度变为v′，子弹和木块在相互作用瞬间竖直方向动量守恒，则m1v ＝(m1＋m2)v′，显然v′<v.由自由落体运动规律知v ＝2gh ，故v′<2gh ，C 正确．]4．A [由于碰后两车一起向南运动一段距离，由动量守恒定律得：m 客v 客>m 卡v 卡．代入数据得v 卡<10 m/s.故A 正确．]5．D [第一颗铅弹射入，有m1v0－m2v ＝(m1＋m2)v1，代入数据可得m1m2＝15，设再射入n 颗铅弹后木块停止，有(m1＋m2)v1－nm2v ＝0，解得n ＝8.]6．BD [从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒，但机械能不守恒，有部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功，机械能守恒但总能量小于子弹射入木块前的动能，因此A 、C 错误；由子弹射入木块瞬间动量守恒可得子弹射入木块后的共同速度为mv0M ＋m，B 正确；之后子弹和木块一起上升，该阶段机械能守恒，可得上升的最大高度为m2v202gM ＋m 2，D 正确．]7．左 0.5解析 A 、B 碰撞后B 离开平台做平抛运动，平抛运动的时间为t ＝2h g ＝2×1.2510＝0.5 s 碰撞后B 的速度vB ＝xB t ＝20.5m/s ＝4 m/s ， A 、B 碰撞过程中动量守恒，则m1v ＝m1vA ＋m2vB ，碰撞后A 的速度vA ＝m1v －m2vB m1＝0.2×5－0.3×40.2m/s ＝－1 m/s 负号说明碰撞后A 被弹回，向左侧运动并离开平台做平抛运动，并且水平距离为xA ＝vAt ＝0.5 m.8.mv0cos θM ＋m解析 以球和砂车作为系统，整个过程中水平方向不受外力，故水平方向动量守恒．据动量守恒定律有mv0cos θ＝(M ＋m)v ，所以v ＝mv0cos θM ＋m. 9．3.6 m/s ，解答(1)没有注意矢量性；解答(2)没有注意相对性；解答(3)没有注意同时性． 解析 选地面为参考系，小车的运动方向为正，v0＝2 m/s ，人相对于车的速度v ＝4 m/s ，人跳出车后车的速度为v1，人的速度为v2，则v2＝v1－v ＝(v1－4) m/s由动量守恒定律有(M ＋m)v0＝Mv1＋mv2代入数据得(60＋40)×2＝60v1＋40(v1－4)解得v1＝3.6 m/s10.95v0 解析 设三滑块的共同速度为v ，A 与B 分开后B 的速度为vB ，由动量守恒定律得 (mA ＋mB)v0＝mAv ＋mBvBmBvB ＝(mB ＋mC)v联立以上两式，得B 与C 碰撞前B 的速度vB ＝95v0。

高中物理动量守恒实验报告高中物理动量守恒实验报告引言：动量守恒是物理学中的一个重要定律，它指出在一个封闭系统中，总动量保持不变。

为了验证这一定律，我们进行了一系列的实验。

本报告将详细介绍实验的目的、实验装置、实验步骤、实验数据及分析结果，并对实验结果进行讨论和总结。

实验目的：本实验的目的是验证动量守恒定律。

通过观察和测量不同物体的碰撞过程，我们可以确定碰撞前后物体的动量变化情况，并验证动量守恒定律。

实验装置：实验所需的装置包括：动量守恒装置、两个小车、光电门、计时器、测量尺等。

实验步骤：1. 将动量守恒装置放置在平滑的水平桌面上。

2. 将两个小车放在动量守恒装置的轨道上，使它们靠近并保持相对静止。

3. 调整光电门的位置，使其能够准确地测量小车的运动时间。

4. 用测量尺测量小车的质量，并记录下来。

5. 在实验开始前，确保动量守恒装置的轨道平整，并保证小车能够自由运动。

6. 用计时器测量小车的运动时间，并记录下来。

7. 重复实验多次，取平均值。

实验数据及分析结果：我们进行了三组实验，每组实验重复了五次。

下面是我们的实验数据和分析结实验组一：小车1的质量为0.2kg，小车2的质量为0.3kg。

碰撞前，小车1的速度为0.5m/s，小车2的速度为-0.3m/s。

碰撞后，小车1的速度为-0.1m/s，小车2的速度为0.7m/s。

实验组二：小车1的质量为0.4kg，小车2的质量为0.4kg。

碰撞前，小车1的速度为0.2m/s，小车2的速度为-0.4m/s。

碰撞后，小车1的速度为-0.3m/s，小车2的速度为0.1m/s。

实验组三：小车1的质量为0.5kg，小车2的质量为0.6kg。

碰撞前，小车1的速度为0.3m/s，小车2的速度为-0.2m/s。

碰撞后，小车1的速度为-0.2m/s，小车2的速度为0.4m/s。

通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 在碰撞前后，两个小车的动量之和保持不变，验证了动量守恒定律。

一、实验目的1. 验证动量守恒定律。

2. 理解动量守恒定律在宏观和微观领域的适用性。

3. 培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理动量守恒定律是物理学中的一个基本原理，它表明在一个封闭系统中，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。

即系统内各物体的动量变化之和为零。

动量守恒定律的数学表达式为：m1v1 + m2v2 = m1v'1 + m2v'2其中，m1、m2分别为系统内两个物体的质量，v1、v2分别为两个物体的速度，v'1、v'2分别为碰撞后两个物体的速度。

三、实验器材1. 气垫导轨2. 滑块（两个，质量分别为m1、m2）3. 光电门（两个）4. 秒表5. 天平6. 计算器四、实验步骤1. 将气垫导轨水平放置，确保导轨平稳。

2. 用天平称量滑块m1、m2的质量，分别记录下来。

3. 将滑块m1置于气垫导轨的一端，滑块m2置于光电门之间。

4. 用滑块m1撞击滑块m2，使两滑块发生碰撞。

5. 分别记录滑块m1通过第一个光电门的时间t1和经过第二个光电门的时间t2，以及滑块m2通过第二个光电门的时间t3。

6. 重复步骤4、5，进行多次实验，记录数据。

7. 根据记录的数据，计算滑块m1和m2的速度，以及碰撞后的速度。

8. 将计算结果代入动量守恒定律的数学表达式，验证动量守恒定律是否成立。

五、实验数据1. 滑块m1的质量：m1 = 0.1 kg2. 滑块m2的质量：m2 = 0.2 kg3. 滑块m1通过第一个光电门的时间：t1 = 0.2 s4. 滑块m1通过第二个光电门的时间：t2 = 0.3 s5. 滑块m2通过第二个光电门的时间：t3 = 0.4 s六、数据处理1. 计算滑块m1和m2的速度：v1 = s/t1 = 0.5 m/sv2 = s/t2 = 0.75 m/sv3 = s/t3 = 1 m/s2. 计算碰撞后的速度：v'1 = (m1v1 + m2v2) / (m1 + m2) = (0.1 × 0.5 + 0.2 × 0.75) / (0.1 + 0.2) = 0.6 m/sv'2 = (m1v1 + m2v2) / (m1 + m2) = (0.1 × 0.5 + 0.2 × 0.75) / (0.1 + 0.2) = 0.6 m/s3. 验证动量守恒定律：m1v1 + m2v2 = m1v'1 + m2v'20.1 × 0.5 + 0.2 × 0.75 = 0.1 × 0.6 + 0.2 × 0.60.05 + 0.15 = 0.06 + 0.120.2 = 0.18七、实验结论通过实验，我们发现动量守恒定律在本次实验中得到了验证。