第4節(jié)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律第一章動(dòng)量守恒定律問題1：碰撞的過程遵守什么規(guī)律呢?問題２：什么是一維碰撞？問題3：如何處理矢量的方向呢？問題4：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)成功的條件是什么，如何保證？問題5：怎樣測量物體的質(zhì)量呢？問題6：怎樣測量物體的速度呢？v1m1m2思考規(guī)定正方向保證碰撞是一維利用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，如勻速運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)，借助于斜槽、氣墊導(dǎo)軌、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶等來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮涂刂茖?shí)驗(yàn)條件。最簡單的碰撞情況——兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿這條直線運(yùn)動(dòng)。這種碰撞叫做一維碰撞。如下圖所示：v1m1v2m2v1m1v2=0m2v1=0m1v2=0m2彈簧v1m1v2m2一維碰撞氣墊導(dǎo)軌碰撞滑塊光電門L擋光條導(dǎo)軌水平一、研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒1.實(shí)驗(yàn)器材：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊（兩個(gè)）、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等。擋光片的寬度時(shí)應(yīng)盡量減小誤差一個(gè)運(yùn)動(dòng)滑塊撞擊靜止滑塊。（mAv+mB·0=mA·0+mBv）兩者交換速度，兩個(gè)靜止滑塊被彈簧片彈開，一個(gè)向左，一個(gè)向右

0=mAv-mBv運(yùn)動(dòng)滑塊撞擊靜止滑塊，撞后兩者粘在一起。mAv=(mA+mB)v共mA=mB彈性碰撞非彈性碰撞彈性碰撞彈性碰撞架一、研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒一、研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒1、實(shí)驗(yàn)裝置斜槽（末端水平）兩個(gè)小球復(fù)寫紙白紙?zhí)炱?、刻度尺、重垂線二、用平拋演示儀裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律測出小球落點(diǎn)的水平距離可根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算出小球的水平初速度。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想巧妙之處在于用長度測量代替速度測量。落點(diǎn)確定：

二、用平拋演示儀裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律hPMNOm1m2圓心即為小球平均落點(diǎn)2、實(shí)驗(yàn)原理1.先用天平稱量出兩個(gè)小球的質(zhì)量mA、mB。2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，注意使實(shí)驗(yàn)器的斜槽末端點(diǎn)的切線水平。3.在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。4.在白紙上記下重垂線所指的位置O，它表示入射小球mA碰撞前球心的豎直投影點(diǎn)。二、用平拋演示儀裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律5.

先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一位置處靜止?jié)L下，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射小球不碰撞時(shí)的落地點(diǎn)。6.把被碰小球放在斜槽軌道末端，讓入射小球從同一位置靜止?jié)L下，使它們發(fā)生正碰，重復(fù)10次，同理求出入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。7.用刻度尺測出線段OM、OP、ON的長度，把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的水平位移數(shù)值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立。3、實(shí)驗(yàn)步驟1.斜槽末端要切線要水平；2.每次小球下滑要從同一位置處由靜止釋放；

3.要保證對(duì)心碰撞，兩球必須大小相等；4.小球的諸多落點(diǎn)要用用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)都圈在里面，該小圓的圓心即為小球的平均落點(diǎn)；

5.入射小球的質(zhì)量mA和被碰小球的質(zhì)量mB的大小關(guān)系是mA

>mB

。4、注意事項(xiàng)：二、用平拋演示儀裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律二、用平拋演示儀裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律θβ碰后粘到一起

設(shè)擺繩長為L，測出擺角θ和β，機(jī)械能守恒可得速度為ABAB保證兩繩等長三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新——利用單擺測速驗(yàn)證動(dòng)量守恒橡皮泥測出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間Δt，

光滑桌面通過平衡摩擦力獲得四、利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速驗(yàn)證動(dòng)量守恒分析頻閃照片中A、B滑塊碰撞前后的位置情況，設(shè)頻閃時(shí)間間隔為Δ

t

五、利用頻閃照片測速驗(yàn)證動(dòng)量守恒某同學(xué)欲采用課本上介紹的氣墊導(dǎo)軌和光電計(jì)時(shí)器等器材進(jìn)行“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。已知遮光片的寬度為L,兩滑塊質(zhì)量分別為mA和mB,開始時(shí)滑塊A和B相向運(yùn)動(dòng),經(jīng)過光電門的時(shí)間各自為ΔtA和ΔtB，碰撞后，滑塊A、B碰撞后通過粘膠粘合在一起再次經(jīng)過光電門時(shí)擋光時(shí)間為Δt(1)碰撞前A滑塊的速度大小為

,碰撞前B滑塊的速度大小為

。

(2)為了驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒,需要驗(yàn)證的關(guān)系式是

(用題中物理量表示)。

(3)有同學(xué)認(rèn)為利用此實(shí)驗(yàn)裝置還能計(jì)算碰撞過程中損失的機(jī)械能。請(qǐng)用上述實(shí)驗(yàn)過程測出的相關(guān)物理量,表示出A、B系統(tǒng)在碰撞過程中損失的機(jī)械能ΔE=

。

例題(4)碰撞前、后A和B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因有。(至少答出兩點(diǎn))①L1、L2、t1、t2、mA、mB

的數(shù)據(jù)測量誤差②滑塊并不是做標(biāo)準(zhǔn)的勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦力③氣墊導(dǎo)軌不完全水平例題例2.某同學(xué)設(shè)計(jì)以下裝置，通過半徑相同的A、B

兩球碰撞來探究碰撞過程中的不變量。(1)碰撞后B

球的水平射程是

cm。(2)(多選)在以下四個(gè)選項(xiàng)中，本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測量是()A.水平槽上未放B

球時(shí)，A

球落點(diǎn)位置到O

點(diǎn)的距離B.A

球與B

球碰撞后，A、B

兩球落點(diǎn)位置到O

點(diǎn)的距離C.A、B

兩球的質(zhì)量D.G

點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,其表達(dá)式可表示為

(用(2)中測量的量表示);

65.0例題ABCmA·OP＝mA·OM＋mB·ON課堂小結(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的方法