1、实验: 动量守恒定律,1.每次入射小球都应该从斜槽轨道的同一位置开始自由下滑。,2.被碰小球的位置必须与入射小球等高，其中心与斜槽末端的水平距离恰好是小球半径的2倍。,3.由于v1、v1/、v2/ 均为水平方向，且两球的竖直下落高度相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O /N表示。因此只需验证：m1OP=m1OM+m2(O /N-2r）即可。,一.碰撞中的动量守恒,4.必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。,5.小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，
2、圆心就是落点的平均位置。,6.所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。,7.若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为：m1OP=m1OM+m2ON，两个小球的直径也不需测量了（但必须相等）。,例1.在研究碰撞中的动量守恒实验中，让质量为m1的小球从圆弧轨道上沿轨道向下运动，去碰原来静止在小支柱上的质量为m2的小球 (1)选用小球时，应满足 Am1=m2 Bm1m2 Cm1m2 Dm1m2,B,(2)实验要求 A圆弧轨道必须是光滑的 B轨道末
3、端的切线是水平的 Cm1与m2的球心在碰撞的瞬间在同一高度 Dm1每次都从同一高度释放(无初速),BCD,二.例题与练习,(3)必须测量 A小球质量m1和m2 B小球半径r1和r2 C桌面到地面的高度h D小球m1的起始高度 E小球的飞行时间 F小球m1未碰撞时飞出的水平距离 G小球m1和m2碰撞后两球飞出的水平距离,ABFG,练习1 在碰撞中动量守恒的实验里，入射小球在斜槽上释放位置的高低，对于实验精确程度的影响，以下说法中正确的是 A若每次释放位置高低不同，将使水平速度不恒定，造成落点不同，使实验误差过大而失败 B在说法(1)中，尽管小球落点不同，但只要认真地找出小球落点的平均位置，仍可验
4、证动量守恒 C入射球释放位置低一些，两球碰后落地的水平距离越小，测量误差也越小 D入射球释放位置高一些，两球相碰时，作用力就大，系统动量损失就小，实验精度就高,D,例2.研究弹性碰撞的实验装置及小球落点位置如图所示，判断实验做得是否精确，只要看关系式OP+OM=ON是否成立？为什么？,解析 设入射小球A的质量为m1，被碰小球B的质量为m2，碰撞前后应满足,m1v1=m1v1+m2v2,m1(v1-v1)=m2v2,碰撞后机械能没有损失，则,m1v12/2=m1v12/2+m2v22/2,m1(v12-v12)=m2v22 ,式式 v1+v1=v2， 即OP+OM=ON ,天平测出两个小球质量为
5、m1、m2，可以获得如下的结论：,m1OP=m1OM+m2ON ,满足式表明动量守恒；满足式表明为弹性碰撞。,说明 研究动量守恒实验的表达式如此简单，主要依靠两小球均做平抛运动。实验中用平抛物体水平射程代替小球碰撞前后速度的实验思想，在其他实验场合也会有很好的应用。,练习2.在“碰撞中的动量守恒”实验中，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在百纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，设入射小球和被碰小球的质量依次为m1、m2，则下列说法中正确的有 A.第一、二次入射小球的落点依次是A、B B.第一、二次入射小球的
6、落点依次是B、A C.第二次入射小球和被碰小球将同时落地 D. m1AB= m2OC,解：最远的C点一定是被碰小球的落点，碰后入射小球的速度将减小，因此选B；由于被碰小球是放在斜槽末端的，因此被碰小球飞出后入射小球才可能从斜槽末端飞出，两小球不可能同时落地；由动量守恒得m1OB= m1OA+m2OC，选D。答案是BD。,例3.在验证动量守恒定律的实验中测得两个相同半径小球质量之比为m A:m B=3:8,斜槽末端竖直投影为O，支柱的竖直投影为O，小球的落地点为M、P、N，这五点中的五点的位置印在白纸上如图所示，其,cm,cm,cm,实验中将_,球作为入射球，小球半径为_，若动量守恒，则,=_。
7、,B,1cm,11cm,练习3 图是验证动量守恒定律的实验示意图 (1)为了使入射小球能做平抛运动，固定斜槽时要使_ (2)在确定小球的落地位置时，应采用什么方法_ (3)在实验中，若满足OP+OM=ON，则可得到什么结论_,其末端的切线成水平,让小球从斜槽上同一高度由静止释放，重复10次，用尽可能小的圆把10次的落点都圈在里面，该圆的圆心则为小球落地位置,弹性正碰且m1=m2,例4.在验证碰撞中动量守恒定律时，实验装置的示意图如图所示，一位学生设计的主要实验步骤如下： A在桌边固定碰撞实验器（即斜槽轨道）调整轨道末端成水平，并调整支柱高度，使两球碰撞时，两球心在同一高度；调整支柱的方向，两球
8、碰撞后运动方向与一个球运动时的方向在一直线上 B用天平称出两球质量mA和mB C把白纸铺在地面上，在白纸上记下重锤所指位置O，在白纸上铺好复写纸 D任取一球A，让其多次从斜槽轨道上同一高度处滑下，在纸上找出平均落点，记为P E将另一球B放在支柱上，再让A球多次从斜槽上同一位置自由滑下，找出两球正碰后的在纸上的平均落点，记为M和N F用米尺量出平均落点P，M，N到O点的距OP，OM，ON G计算A.B两球碰前总动量P1=mAOP，碰后总动量P2=mAON+mBON比较P1和P2是否相等，得出实验结论 这学生的实验步骤中的错误和遗漏之处是：,A遗漏：测量两小球的直径，调整支柱，使支柱到槽末端距离等
9、于两球半径之和,D.E忽略：应取质量大的小球作为入射球，质量小的小球作为被撞球，入射球每次从斜槽的固定位置由静止释放,G改错：P2=mAOM+mB(ON-r1-r2),练习4.如图所示，在进行碰撞中的动量守恒实验时，如果不放置m2球，则m1球从某一高度滚下落在点P，如果放置m2球，则m1球从相同高度滚下，与m2球发生碰撞后，m2球落在点N，而m1球落在点M，O点为重锤线所指位置两个小球的半径都是r为了确定点P的位置，m1球的单独落下的实验重复了10次，应该怎样确定点P的位置? 答：_ 如果用小球在空中运动时间作时间单位，则小球的水平位移在数值上就等于它的水平速度的大小，那么此实验所验证的动量守
10、恒定律表达式可写 成： （用实验中所测定的量写出表达式）,用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是点P的位置,m1(OP)=m1(OM)+m2(ON-2r),例5.在碰撞中的动量守恒实验中，某学生记录的数据如下： OM=15.17cm, ON=64.91cm, OP=47.29cm，mA=20g, mB=10g, d=1.10cm试根据上述数据得出实验结论：_ _,mAOP=2047.29=945.8,mAOM+mB(ON-d)=2015.17+10(64.91-1.10)=946.2,练习5.如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验的实验装置示意图，P为入射球A不与靶球B碰撞时的落点，M为
11、它与靶球B碰后的落点，N为靶球的B的落点，这个实验对mA和mB的要求是 为了能用OP长度表示球A的初速度，OM和ON长度分别表示球A和球B的末速，则必须做到 为了减小落点的偶然误差，实验要求做出10次落点，再求出平均落点那末，球A多次由轨道高处向下运动时，应注意做到 用图中标出的符号和测出的数据列出验证动量守恒的表达式 ,mAmB,使两球水平正碰,每次都从同一高度释放,例6.在碰撞中的动量守恒实验中，(1)用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图(a)所示，该球直径为_cm (2)实验中小球的落点情况如图(b)所示。入射球A与被碰球B的质量比为 mA：mB=3：2，则实验中碰
12、撞结束时刻两球动量大小之比pA：pB=_,2.14,1：2,练习6.在做碰撞中的动量守恒实验中，可以用小球飞出的水平距离代表小球碰撞前后的速度是因为_,下落高度相同，飞行时间相同，水平速度与飞行距离成正比,例7.用图装置验证碰撞中的动量守恒，某次实验中入射小球A与被碰小球的半径均为r，质量分别为m1，m2，且m1大于m2，M、N、P分别表示两小球落点的平均位置。(1)下述操作中，可以保证两小球碰撞后做平抛运动的是 A调节斜槽，使入射小球放在平轨道上任何位置都能静止 B调节支球架，使被碰小球与平轨道上的入射小球等高 C每次从斜轨上由静止开始释放钢球的位置都相同 D质量大的小球A做入射小球 (2)
13、过O、N两点在纸上作一条直线，如果此次实验比较准确，就会发现_点也在这条直线上 (3)本实验的实质是利用_ 水平位移之比代替速度之比，在本次实验的操作中，应满足的实验式是： _=_+_,ABD,M、P两,相同时间内,m1OP,m1OM,m2ON,练习7.如下列图所示在验证动量守恒定律实验中，O为水平轨道末端的竖直投影，N、P、M为碰撞小球的三个平均落点，则: A这个实验用小球飞出的水平距离来表示小球水平速度的大小，则必须保持初速水平和抛出等高 BOP表示入射球碰撞前的速度 COM表示被碰球碰撞后的速度 DON表示入射球碰撞后的速度,A B D,例8.某同学在用如图所示的装置做碰撞中的动量守恒实
14、验时，采用如下的实验步骤 A测量两小球的质量m1、m2和它们的直径d，选取符合实验要求的两个小球 B在地面上依次铺白纸和复写纸 C用重锤线确定对应点O，并由小球的直径确定O点 D不放m2，让m1从斜槽上S处由静止滚下确定m1落地点位置P E将m2放在立柱上，让m1从斜槽上S处滚下，与小球m2正碰后，分别确定它们的落地点M和N,上述步骤中的不完善的和错误的有 (1)_。 (2)_。,D、E项未确定多次落地点的平均位置,练习8.某同学做碰撞中的动量守恒实验，他在实验的最初几步依次是 (1)把实验用的斜槽固定在实验桌的边缘处； (2)在斜槽口下方的水平地面上依次铺上白纸和复写纸； (3)用重锤确定斜槽口末端在水平白纸上的投影并记录下来； (4)不放被碰小球，取质量较大的球为入射小球，使入射小球自斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，重复10次，取10次中小球落地最远的点为入射小球的落点 在以上的步骤中，该同学的疏漏和错误之处有：_,(1)未调槽口水平,(2)应分别测出小球的质量、直径,(3)确定入射小球落点，应以包围落点的小圆圆心为落点的平均位置,
