第2节 实验：验证动量守恒定律

实验七：验证动量守恒定律【实验播放】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，1只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、圆规。

4、实验步骤(1)先用天平测出小球质量m1、m2。

(2)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。

(3)在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。

(4)在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球被碰前的位置，如图所示。

(5)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。

(6)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⑤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) 用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度。

把两小球的质量和相应的速度数值代入m1OP= m1OM+m2ON，看是否成立．(8)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，共平抛运动的水平位移为OP ，水平速度v ′=tO P ，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v 1′=t OM ，v 2′=tON ，如果动量守恒，则应有m 1v 1 = m 1'1v + m 2'2v ，亦即m 1OP = m 1OM + m 2ON ，只要证明这个关系正确，就验证了机械能守恒。

动量守恒定律的验证与应用实验引言：物理学的核心之一是探索物质运动的规律，其中动量守恒定律被认为是最基本的定律之一。

本文将详细解读动量守恒定律，并通过实验来验证和应用该定律。

动量守恒定律：动量守恒定律描述了在没有外力作用下，物体的总动量保持不变的现象。

这一定律可用公式表示为：Σ(m_i*v_i) = Σ(m_f*v_f)，其中m_i 和v_i分别是起始状态中物体的质量和速度，m_f和v_f是末态的质量和速度。

这表示了系统的总动量在运动过程中保持恒定。

动量守恒定律的实质是，当两个物体发生碰撞时，它们的动量之和在碰撞前后保持不变。

实验准备：为验证动量守恒定律，我们可以进行弹性碰撞实验。

以下是实验所需的材料和仪器：1. 两个小球，分别用来模拟碰撞中的两个物体。

2. 具有标度的直尺，用来测量小球的速度。

3. 实验台，作为碰撞的平台。

4. 实验记录表格，以记录实验结果。

实验过程：1. 在实验台的两端，放置两个小球，假设它们分别为物体A和物体B。

2. 用直尺测量物体A和物体B的质量以及初始速度。

3. 记录物体A和物体B的质量和速度，并计算它们各自的动量。

4. 移除实验台上的支撑物，使物体A和物体B发生弹性碰撞。

5. 在碰撞后，重新测量物体A和物体B的速度，并计算它们的动量。

6. 比较碰撞前后物体A和物体B的总动量，验证动量守恒定律。

7. 重复实验多次，记录数据并计算平均值，以提高实验结果的准确性。

实验中应用动量守恒定律：1. 铁路车祸重建：在铁路事故调查中，动量守恒定律可以用来帮助重建事故现场。

通过分析列车与其他物体的碰撞，可以确定列车的速度和具体撞击位置，有助于了解事故发生的原因。

2. 空间探索：在航天器发射和接触任务中，动量守恒定律对手动或自动对接过程的稳定性和安全性至关重要。

通过合理控制航天器的速度和角动量，可以保证成功完成任务。

3. 运动领域：在运动比赛中，动量守恒定律也有应用。

例如，击球运动中，击球棒和球之间发生的碰撞关系决定了球的速度和方向，而动量守恒定律可以用于预测和解释球的运动轨迹。

实验七-验证动量守恒定律(解析版)实验七-验证动量守恒定律(解析版)动量守恒定律是力学中一个重要的基本定律，通过实验可以验证这一定律。

本实验通过动量守恒定律的验证，旨在帮助学生们更好地理解动量守恒定律的概念和应用，并培养他们的实验操作能力和分析问题的能力。

以下将介绍实验的步骤及其解析。

实验准备实验所需材料包括：平面反射镜、光滑水平轨道、装有暗光源和透镜的光路系统、光电门、计时器、带刻度的平行导轨、滑块、两个簧测量器等。

实验步骤1. 将平面反射镜放置在光滑水平轨道的中央位置，并确保其与光电门、光路系统、计时器等其他设备位置的对称性。

2. 将带刻度的平行导轨固定在实验台上，并将光滑轨道和光路系统与之相连接。

3. 将滑块固定在光滑轨道上，并根据实验要求确定滑块起始位置。

4. 在实验开始前，对光源、光电门、计时器等设备进行校准和测试，确保实验数据的准确性。

5. 开始实验前，记录滑块的质量、速度和方向等相关初始数据。

6. 在实验过程中，通过观察和测量光路系统的数据变化，记录反射光线的角度、强度等信息。

7. 在光电门的作用下，滑块在轨道上运动并与反射镜发生碰撞，记录碰撞后滑块的速度和方向等数据。

8. 根据实验所得数据，进行运动学分析，并计算碰撞前后滑块的动量以及动量的变化等数据。

9. 根据动量守恒定律的表达式，验证实验数据与理论预期是否一致。

10. 实验结束后，将实验设备归位并整理实验数据，撰写实验报告。

实验原理及解析动量守恒定律是指在不受外力作用的情况下，系统的总动量保持不变。

它适用于质点体系，当质点受到力的作用时，其动量会发生变化。

本实验中，通过滑块在运动过程中与平面反射镜的碰撞，来验证动量守恒定律。

碰撞前后，系统受到的外力为零，可以认为是一个封闭系统。

根据动量守恒定律的表达式，可以得出碰撞前后滑块的动量之和相等。

实验结果及数据分析根据实验所得数据，可以计算出滑块的质量、速度和碰撞前后的动量等信息。

通过对数据的分析和运动学分析，可以验证动量守恒定律。