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验证动量守恒定律
方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞，如图所示：
（1）质量的测量：用天平测量。
（2）速度的测量：，式中为滑块（挡光片）的宽度，为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。
（3）各种碰撞情景的实现：利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。
例1.某同学利用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨，调节气垫
导轨的调节旋钮，使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通数字计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动;
⑦读出滑块通过光电门的挡光时间，滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35 ms;
⑧测出挡光板的宽度d=5 mm，测得滑块1的质量为m1=300 g，滑块2(包括弹簧)的质量为m2=200g。
(2)数据处理与实验结论:
①实验中气垫导轨的作用是
A. ;
B. 。
②碰撞前滑块1的速度v1为 　 m/s;碰撞后滑块1的速度v2为 m/s;碰撞后滑块2的速度v3为 m/s。(结果均保留两位有效数字)
③系统碰撞之前m1v1=　　 　 kg·m/s，系统碰撞之后m1v2+m2v3=　 kg·m/s。
④实验结论: 。
方案二：利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞，如图所示。
（1）质量的测量：用天平测量。
（2）速度的测量：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。
（3）不同碰撞情景的实现：用贴胶布的方法增大两球碰撞时的能量损失。
例2．用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的a、b两个小球用等长的、不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起a球由静止释放，在最低点a、b两球发生正碰，碰后a球速度为零，完成以下问题：
(1)实验中必须测量的物理量有________．
A．a、b球的质量m
B．细线的长度L
C．释放时a球偏离竖直方向的角度θ1
D．碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2
E．当地的重力加速度g
(2)利用上述测量的物理量验证动量守恒定律的表达式为___ _____．
方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞，如图所示。
（1）质量的测量：用天平测量。
（2）速度的测量：，是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，为小车经过所用的时间，可由打点间隔算出。
例3.某同学用如图所示的装置研究两辆小车碰撞前后的总动量，实验步骤如下：
步骤1：在长木板的一端垫适量的薄木片，使小车能沿木板匀速下滑；
步骤2：在小车甲前端贴少量橡皮泥，后端连接纸带。接通电源后让甲以某一速度沿木板下滑，与置于木板上的静止小车乙相撞并粘在一起，继续运动。
已知打点计时器所用电源的频率是50Hz，得到的纸带如图所示（图中数字的单位是cm）。
⑴在AB、BC、CD、DE四段长度中，计算碰前甲的速度时应该选用__ __段，计算碰后两车的速度时应该选用___段。
⑵若小车甲的质量为0.4kg、小车乙的质量为0.2kg，则碰撞前两车的总动量是___，碰撞后两车的总动量是_ ________。（保留三位有效数字）
方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律
将斜槽固定在铁架台上，使槽的末端水平。让一个质量较大的小球(入射小球)从斜槽上滚下，跟放在斜槽末端的另一个大小相同、质量较小的小球(被碰小球)发生正碰。使入射小球从斜槽不同高度处滚下，测出两球的质量以及它们每次碰撞前后的速度，就可以验证动量守恒定律。
（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）按照如图所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底端水平；
（3）白纸在下，复写纸在上，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所有的小球落点圈在里面，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和被碰小球落点的平均位置N，如图所示；
（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，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：在实验误差范围内，碰撞系统的动量守恒。
例题4.如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图。
（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2则________
A．m1＞m2，r1＞r2 B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1＝r2 D．m1＜m2，r1＝r2
（2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________。（填下列对应的字母）
A．直尺 B．游标卡尺 C．天平 D．弹簧秤 E．秒表
（3）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式（用m1、m2及图中字母表示）________________________________成立，即表示碰撞中动量守恒。
例5. “碰撞中的动量守恒”实验装置如图甲所示，让质量为m1的小球A从斜槽上的某一位置自由滚下，与静止在支柱上质量为m2的小球B发生对心碰撞。
（1）安装轨道时，要求轨道末端 。
（2）两小球的质量应满足m1 m2
（3）用游标卡尺测小球直径时的读数如图乙所示，则小球的直径d= cm。
（4）实验中还应测量的物理量是（ ）。
A．两小球的质量m1和m2 B．小球A的初始高度h
C．轨道末端切线离地面的高度H D．两小球平抛运动的时间t
E．球A单独滚下时的落地点P与O点距离SOP
F．碰后A、B两小球的落地点M、N与O点距离SOM和SON
（5）若碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，下列式子可能成立的是（ ）
A． B． C． D．
（6）若碰撞为弹性碰撞，除动量守恒外，还需满足的关系式是 。（用所测物理量的字符表示）

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