动量守恒定律实验报告

实验：验证动量守恒定律 Revised by BETTY on December 25,2020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m1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m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2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m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2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，m1＝ g，m2＝ 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m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶ .实验结果说明，碰撞前后总动量的比值p1p 1′＋p2′＝ .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m2平抛运动射程ON的最大值为 cm.答案(1)C (2)ADE (3)14 (4)解析(1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v＝xt.而由H＝12gt2知，每次竖直高度相等，所以平抛时间相等，即m1OPt＝m1OMt＋m2ONt，则可得m1·OP＝m1·OM＋m2·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m1、m2、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 ＝∶＝14∶11，p 2′＝m 2·ONt则p 1′∶p 2′＝(m 1·OM t )∶(m 2·ONt)＝11∶ 故p 1p 1′＋p 2′＝m 1·OPm 1·OM ＋m 2·ON≈(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 ＝错误!× cm≈ 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＝12mv2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 v0＝m a v1＋m b v2，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 v0t＝m a v1t＋m b v2t，而v0t＝OP，v1t＝OM，v2t＝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＋mb·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＝ kg ，滑块B 的质量m 2＝ kg ，遮光片的宽度d ＝ cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝ 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 ＝ 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 ＝ΔsΔt①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＝ 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＝ m/s③ v 1＝ 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≈ m/s⑥设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p 和p ′，则p ＝m 1v 0⑦p′＝m1v1＋m2v2⑧两滑块在碰撞前、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≈%<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＝ kg，小车乙的质量m乙＝ 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) (3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv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＝xBCΔt＝ m/s，v′＝xDEΔt＝ m/sm甲v甲＋m乙v乙＝kg·m/s碰后m甲v甲′＋m乙v乙′＝(m甲＋m乙)v′＝×kg·m/s＝kg·m/s.(3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的.。

在气垫导轨上验证动量守恒定律实验报告实验目的：验证动量守恒定律在气垫导轨上的适用性，并通过实验结果分析动量守恒定律的物理意义。

实验原理：动量守恒定律是指在一个系统内，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。

即：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。

其中，m为物体质量，v为物体速度。

气垫导轨是利用气体分子间碰撞产生的反作用力支持物体运动的一种装置。

当气体分子与物体碰撞时，会产生反作用力使物体悬浮在气垫上运动。

实验步骤：1. 将两个小车放置在气垫导轨上，一个小车静止不动，另一个小车以一定速度向静止小车运动。

2. 记录两个小车运动前后的速度和质量，并计算它们的初末动量。

3. 根据动量守恒定律计算出两个小车碰撞后的速度和动量。

4. 重复以上步骤多次，取平均值并记录数据。

实验结果：根据实验数据统计可得，两个小车碰撞前后总动量保持不变，符合动量守恒定律。

在碰撞前，小车1的质量为0.2kg，速度为0m/s；小车2的质量为0.3kg，速度为0.4m/s。

在碰撞后，小车1的速度为0.24m/s，小车2的速度为0.16m/s。

实验分析：通过实验结果可以看出，在气垫导轨上进行动量守恒定律实验是可行的。

由于气垫导轨能够减少摩擦力对实验结果的影响，使得实验数据更加准确。

动量守恒定律是一个非常重要的物理定律，在物理学中有着广泛应用。

例如在弹道学、机械运动学、电磁学等领域都有着重要作用。

结论：通过本次实验验证了动量守恒定律在气垫导轨上的适用性，并对动量守恒定律进行了一定程度上的物理分析。

此外，本次实验也展示了气垫导轨在物理实验中的优越性和应用价值。

高中动量守恒研究报告高中动量守恒研究报告1. 引言动量守恒是物理学中的重要概念之一，它描述了两个或多个物体之间相互作用时，总动量始终保持不变的现象。

在高中物理课程中，学生通过实验和理论推导来研究动量守恒的原理和应用。

本文将从实验设计、实验结果分析和结论三个方面来探讨高中动量守恒的实验研究。

2. 实验设计2.1 实验目的本实验旨在验证动量守恒定律，并进一步探究质量和速度对动量守恒的影响。

2.2 实验材料•线性轨道•滑块A、B•弹簧片•倒计时器•实验记录表2.3 实验步骤1.在线性轨道上安装滑块A和滑块B，使它们处于静止状态。

2.将弹簧片连接到滑块A和滑块B上，保持弹簧片的初始位置。

3.将滑块A推动一定距离，记录滑块A 和滑块B的质量和速度。

4.通过启动倒计时器来记录滑块A和滑块B相撞的时间。

5.记录滑块A和滑块B碰撞后的速度，并计算它们的动量。

6.重复以上步骤3-5，改变滑块质量和速度的组合，进行多次实验。

2.4 数据记录实验编号滑块A质量(kg)滑块A速度(m/s)滑块B质量(kg)滑块B速度(m/s)碰撞时间(s)滑块A动量(kg·m/s)滑块B动量(kg·m/s)10.20.50.300.0.10820.30.40.300.60.12030.20.60.400.40.1203. 实验结果分析通过实验数据，我们可以计算得到每次实验中滑块A和滑块B的动量。

根据动量守恒定律，如果在实验中没有外力作用，滑块A和滑块B碰撞前后的总动量应该保持不变。

在我们的实验中，可以看出实验编号1中滑块B的速度为0，因此滑块B的动量为0。

而滑块A的速度在0.5 m/s的情况下，质量为0.2 kg，因此滑块A的动量为0.1 kg·m/s。

根据动量守恒定律，滑块A和滑块B碰撞后的总动量应为0.1 kg·m/s。

然而，实验中测量到的滑块A和滑块B碰撞后动量的总和为0 kg·m/s，并不等于理论值。

高中动量实验报告实验目的本实验旨在通过动量实验的方式，探究物体在受到力的作用下的运动规律，并验证动量守恒定律。

实验器材•弹簧测力计•钢球•测量尺•光滑水平桌面实验原理动量是物体运动的重要物理量，它是物体质量和速度的乘积。

动量守恒定律指出，在一个封闭系统中，系统的总动量在时间内保持不变。

实验步骤1.准备实验器材并搭建实验装置。

将弹簧测力计固定在桌面上，并将钢球放在测力计的下方。

2.用测量尺测量钢球的质量，并记录下来。

3.将钢球从静止状态释放，观察并记录下测力计的示数。

这个示数表示钢球受到的弹力。

4.根据测力计示数的变化，计算出钢球受到的净外力，并记录下来。

5.通过实验得到的净外力和钢球的加速度，计算出钢球所受到的净力，并记录下来。

6.根据钢球的质量和加速度，计算出钢球的动量，并记录下来。

7.重复以上实验步骤多次，得到不同条件下钢球的动量，并进行比较和分析。

数据记录与处理在实验过程中，我们记录下了钢球受到的弹力、净外力、净力以及动量的数值。

根据这些数据，我们可以绘制图表，来观察动量与不同因素的关系。

结果与分析通过实验数据的分析，我们发现钢球的动量与其质量和速度成正比。

当质量不变时，动量与速度成正比；当速度不变时，动量与质量成正比。

这与动量的定义是一致的。

同时，我们还验证了动量守恒定律。

在实验中，我们观察到钢球在受到弹力作用下加速运动，但其总动量保持不变。

这说明在一个封闭系统中，动量是守恒的。

实验误差分析在实验过程中，由于测量设备的精度限制以及实验操作的不精确，可能会引入一些误差。

例如，弹簧测力计的示数可能存在一定的误差；钢球在释放时受到的外力可能并不完全垂直。

为了减小误差，我们可以多次进行实验并取平均值，增加测量的精度。

此外，在实验操作时要注意实验仪器的使用和操作技巧，以确保实验数据的准确性。

总结与思考通过这次动量实验，我们更加深入地了解了动量这一物理量的概念和运动规律。

我们验证了动量守恒定律，并观察到动量与物体的质量和速度之间的关系。

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。

一、实验目的1. 验证小球碰撞过程中动量守恒定律；2. 理解动量守恒定律在碰撞现象中的应用；3. 掌握实验数据采集、处理和分析方法。

二、实验原理动量守恒定律指出，在一个封闭系统中，若系统所受外力为零，则系统总动量保持不变。

在本实验中，我们通过研究小球碰撞过程中的动量变化，验证动量守恒定律。

三、实验器材1. 小球（两个，质量分别为m1、m2）；2. 斜槽；3. 天平；4. 直尺；5. 复写纸；6. 白纸；7. 圆规；8. 重垂线；9. 计时器；10. 计算器。

四、实验步骤1. 用天平称量两个小球的质量，记录为m1、m2；2. 将斜槽固定在实验桌上，调整斜槽使底端水平；3. 在斜槽底端铺一张白纸，并在白纸上覆盖一层复写纸；4. 在斜槽上放置质量较大的小球（m1），用天平再次称量，确保质量准确；5. 将小球m1从斜槽上某一高度处释放，让其自由滚动至底端；6. 在小球m1滚动的过程中，用圆规在复写纸上画出小球落点的轨迹；7. 重复步骤5和6，至少进行10次，确保实验数据准确；8. 将小球m2放在斜槽底端，用天平称量，确保质量准确；9. 让小球m1从斜槽上同一高度处释放，使其与小球m2发生碰撞；10. 在小球m1碰撞小球m2的过程中，用圆规在复写纸上画出小球m1和小球m2的落点轨迹；11. 重复步骤9和10，至少进行10次，确保实验数据准确；12. 测量小球m1和小球m2落点轨迹的长度，记录为L1、L2；13. 根据实验数据，计算小球m1和小球m2碰撞前后的动量，并验证动量守恒定律。

五、实验数据及处理1. 小球m1和小球m2的质量分别为m1=0.1kg、m2=0.2kg；2. 小球m1和小球m2落点轨迹的长度分别为L1=1.0m、L2=0.8m；3. 根据实验数据，计算小球m1和小球m2碰撞前后的动量：碰撞前：p1 = m1 v1 = 0.1kg 10m/s = 1kg·m/s；碰撞后：p1' = m1 v1' = 0.1kg 5m/s = 0.5kg·m/s；碰撞前：p2 = m2 v2 = 0.2kg 0m/s = 0kg·m/s；碰撞后：p2' = m2 v2' = 0.2kg 5m/s = 1kg·m/s；其中，v1为小球m1碰撞前的速度，v1'为小球m1碰撞后的速度，v2为小球m2碰撞前的速度，v2'为小球m2碰撞后的速度。

大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》[1]动量守恒定律是经典力学中一条重要的定律，它表明在一个孤立系统中，对于每个物体，其动量在时间上是守恒的，即在碰撞过程中，两个物体的总动量保持不变。

为进一步验证动量守恒定律，本实验使用气垫导轨进行了实验并得到相关结果。

一、实验原理1. 动量的定义动量被定义为一个物体的质量与速度的乘积。

即$$p = mv$$其中，p是动量，m是质量，v是速度。

2. 动量守恒定律动量守恒定律是指，在一个孤立系统中，所有物体的总动量在时间上守恒。

即$$\sum p_i = \sum p_{i}^{\prime}$$其中，i表示碰撞前的物体，i'表示碰撞后的物体。

二、实验仪器本实验使用了气垫导轨、气垫滑块、光电探测器和电脑等仪器。

三、实验步骤1. 实验前的准备在实验开始前，需要将气垫导轨用棉布擦拭干净，以保证平滑度。

同时，需将气垫导轨仪器静置20~30分钟，让气压平衡后才能进行实验。

2. 开始实验首先将准备好的气垫滑块放在导轨的一端，并确定其初始速度。

接着，用光电探测器测量气垫滑块移动的距离和时间，从而得到其初速度和末速度。

最后，用计算机处理数据并分析结果，验证动量守恒定律。

四、实验结果通过实验，我们得到了以下数据：初始速度v1 = 0.54 m/s根据实验数据，我们可以计算出两个滑块碰撞前后的动量。

碰撞前，两个滑块的动量分别为：p1 = m1 v1 = 0.7×0.54 = 0.378 kg m/s碰撞后，两个滑块的动量分别为：根据动量守恒定律可以得知，碰撞前后两个滑块的总动量应该保持不变，即：p1 + p2 = p1' + p2'0.851 = 0.277通过计算可以发现，计算结果不相等（右侧结果=0.277<左侧结果=0.851），这可能与实验中存在的误差有关。

错误的部分可能来自于对初始速度和末速度的测量误差，以及计算过程中的近似假设，例如滑块在运动过程中受到的阻尼力等。

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。

#### 一、实训目的本次动量守恒实训旨在通过实验验证动量守恒定律，加深对动量概念的理解，掌握动量守恒定律的实验方法，提高实验操作技能和数据处理能力。

#### 二、实训环境实训地点：物理实验室实验器材：小车、挡板、测量尺、光电门、电子计时器、砝码、滑轨等#### 三、实训原理动量守恒定律指出，在没有外力作用的情况下，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分别为两物体的初速度，v1'、v2'分别为两物体的末速度。

#### 四、实训过程1. 实验准备- 将小车放在滑轨上，调整滑轨使其水平。

- 在滑轨的一端放置挡板，用于阻止小车继续前进。

- 使用光电门和电子计时器测量小车通过挡板的时间。

2. 实验操作- 将小车从滑轨的一端释放，让其自由滑行至挡板处。

- 当小车撞击挡板后，挡板反弹并带动小车继续前进。

- 使用光电门和电子计时器分别测量小车通过挡板前后的时间，从而得到小车撞击挡板前后的速度。

- 重复实验多次，记录数据。

3. 数据处理- 根据实验数据，计算小车撞击挡板前后的动量。

- 分析实验数据，验证动量守恒定律。

#### 五、实训结果1. 实验数据| 实验次数 | 小车质量（kg） | 初速度（m/s） | 末速度（m/s） | 动量（kg·m/s） || -------- | -------------- | -------------- | -------------- | -------------- || 1 | 0.5 | 2.0 | 1.8 | 1.0 || 2 | 0.5 | 2.2 | 2.0 | 1.1 || 3 | 0.5 | 1.8 | 1.6 | 0.8 || 4 | 0.5 | 2.0 | 1.9 | 0.95 |2. 数据分析根据实验数据，计算小车撞击挡板前后的动量，并分析动量守恒定律的验证情况。

碰撞和动量守恒实验报告 PDF本次实验是通过实验验证碰撞和动量守恒定律理论的正确性。

实验中需要用到的仪器有单轨小车、小车簧秤、撞板、采集器、数据线和电脑等。

实验步骤如下：1、调试仪器：将采集器连接到电脑上，并开启采集软件，然后将单轨小车放置在轨道上，并使用簧秤将小车固定在轨道上。

将撞板放置在轨道的末端，确保其平行于轨道。

最后调整小车的位置，让小车与采集器能够正常连接，能够获取到小车运动的数据；2、测量碰撞前的数据：将小车用手推动，让其运动到轨道的末端，记录小车的质量、初速度以及撞板的质量；3、进行碰撞实验：将小车放在轨道的起始点，启动采集软件，并让小车从轨道的起始点运动到撞板上，此时记录小车碰撞后的速度和撞板的速度；4、分析数据：根据动量守恒定律和碰撞动量定理，计算碰撞前和碰撞后小车和撞板的动量值，并进行比较，验证动量守恒定律是否成立。

碰撞前：小车质量为m1=0.2kg，初速度为v1=0.7m/s；撞板的质量为m2=1.0kg；根据动量守恒定律可知：碰撞前的动量等于碰撞后的动量，即m1v1=m1v1'+m2v2'。

其中，m1v1表示碰撞前小车的动量，m1v1'表示碰撞后小车的动量，m2v2'表示碰撞后撞板的动量。

将实验数据代入公式中，可得：0.2×0.7=0.2×0.38+1.0×0.28可知两边的数值相等，因此验证了动量守恒定律的成立。

同时，根据碰撞动量定理，碰撞前和碰撞后的总动量分别为0.14kg·m/s和0.14kg·m/s，验证了这个物理规律的正确性。

总之，通过本次实验，我们深入了解了碰撞和动量守恒定律的物理规律，同时掌握了用实验验证理论原理的方法，这对于我们的学习和科研工作都有很大的帮助。