1、一、實驗?zāi)康?驗證碰撞中的動量守恒 二、實驗原理 質(zhì)量為m1和m2的兩個小球發(fā)生 正碰，若碰前m1運動，m2靜止，根 據(jù)動量守恒定律應(yīng)有：m1v1m1v1 m2v2.因小球從斜槽上滾下后做 平拋運動，由平拋運動知識可知，,圖實7 1,只要小球下落的高度相同，在落地前運動的時間就相同，則小球的水平速度若用飛行時間作時間單位，在數(shù)值上就等于小球飛出的水平距離所以只要測出小球的質(zhì)量及兩球碰撞后和不發(fā)生碰撞時飛出的水平距離，代入公式就可驗證動量守恒定律 即m1OPm1OMm2ON，式中OP、OM和ON的意義如圖實7 1所示,三、實驗器材 斜槽，兩個大小相等、質(zhì)量不同的小球，重垂線，復(fù)寫紙，白紙，天平，

2、刻度尺，圓規(guī)，三角板等 四、實驗操作 1用天平測出兩個小球的質(zhì)量m1、m2. 選質(zhì)量大的作為入射球m1. 2按圖實 72 所示安裝好實驗裝置， 使斜槽的末端點切線水平 3在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫 紙，當小球落在復(fù)寫紙上時，便在白紙上留下了小球落 地的痕跡,圖實 72,4在白紙上記下重垂線所指的位置O. 5先不放上被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度滾 下，重復(fù)10次用盡可能小的圓把所有的小球落點圈 在里面，圓心P就是小球落點的平均位置 6把被碰小球放在斜槽前端邊緣處，讓入射小球從原來 的高度滾下，使它們發(fā)生碰撞重復(fù)實驗10次用同樣的方法標出碰撞后入射小球落點的平均位置M和被碰小球落點的

3、平均位置N.,7測量線段OP、OM、ON的長度，將測量數(shù)據(jù)填入下表中.,把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的數(shù)值代入m1OPm1OMm2ON， 看是否成立 8整理實驗器材放回原處,五、注意事項 1入射小球m1和被碰小球m2大小應(yīng)完全相同，且m1m2. 2入射小球每次都必須從斜槽上同一高度處由靜止?jié)L下 3斜槽末端切線方向必須水平 4兩球碰撞時，球心等高或在同一水平線上,六、誤差分析 實驗中發(fā)現(xiàn)碰撞后系統(tǒng)(m1、m2)水平方向的總動量小于碰撞前系統(tǒng)水平方向的總動量，誤差主要來源于： 1難做到準確的正碰，則誤差較大；斜槽末端若不水平， 則得不到準確的平拋運動而造成誤差 2O、P、M、N各點定位不準確，測量和作圖有

4、偏差,某同學(xué)用圖實 73 所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律圖中PQ是斜槽，QR為水平槽實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，,和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡重復(fù)這種操作10次中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點B球落點痕跡如圖實 74 所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊,圖實 73,圖實 74,(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_cm. (2)在以

5、下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？ _(填選項號) A水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離 BA球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離 C測量A球或B球的直徑 D測量A球與B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比) E測量G點相對于水平槽面的高度,解析(1)用最小的圓將所有點圈在里面，圓心位置即為落點平均位置，找準平均位置，讀數(shù)時應(yīng)在刻度尺的最小刻度后面再估讀一位讀數(shù)為64.7 cm. (2)以平拋時間為時間單位，則平拋的水平距離在數(shù)值上等于平拋初速度設(shè)A未碰B時A球的水平位移為xA，A、B相碰后A、B兩球的水平位移分別為xA、xB，A、B質(zhì),量分別為mA、mB，則碰前A的動量可寫成

6、mAxA，碰后A、B的總動量為mAxAmBxB，要驗證動量是否守恒，即驗證以上兩動量是否相等所以該實驗應(yīng)測量的物理量有mA、mB、xA、xA、xB.,答案(1)64.7(從64.2 cm到65.2 cm的范圍內(nèi)都正確) (2)ABD,(2008寧夏高考)某同學(xué)利用如圖實 75 所示的裝置驗證動量守恒定律圖中兩 擺擺長相同，懸掛于同一高度，A、B兩擺球均 很小，質(zhì)量之比為12.當兩擺均處于自由靜 止狀態(tài)時，其側(cè)面剛好接觸向右上方拉動 B球使其擺線伸直并與豎直方向成45角， 然后將其由靜止釋放結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動，且最大擺角為30.若本實驗允許的最大誤差為4%，此實驗是否成功地驗證了動量守恒定律？,圖實7 5,解析設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，擺長為l，B球的初始高度為h1，碰撞前B球的速度為vB.在不考慮擺線質(zhì)量的情況下，根據(jù)題意及機械能守恒定律得 h1l(1cos45) mBvB2mBgh1 設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動量的大小分別為p1、p2.有 p1mBvB 聯(lián)立式得