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高二—粤教版—物理—选择性必修一—第一章
第三节 动量守恒定律（二）
知识回顾
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表达式
内 容
两个物体所组成的系统，在相互作用时，如果系统所受合外力为零，则系统的总动量保持不变。
动量守恒定律
【实验目的】
验证碰撞中两小球的总动量守恒。
【实验原理】
m1
v1
m1
v1'
m2
v2'
两个小球发生正碰，若碰前m1运动，m2静止。
根据动量守恒定律有： m1v1= m1v1' + m2v2'
如何测量速度
解决方法：利用平抛运动
实验方案（一）
斜槽、大小相等而质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、游标卡尺、刻度尺、圆规、三角板等
【待测物理量】
【实验器材】
【实验装置】
实验方案（一）
物体的质量和物体碰撞前后物体的速度
按照以下步骤进行实验：
（1）如图所示安装实验仪器，通过水平调节螺钉使斜槽末端处于水平，金属球放在上面能保持静止状态。在木板上依次铺上白纸、复写纸。利用重垂线在白纸上分别标注斜槽水平段端口、靶球初位置（支球柱）在白纸平面的投影点O和点O'。
（2）用天平测出两个大小相同、但质量不同的金属球的质量，质量大的金属球m1作为入射球，质量小的金属球m2作为靶球。
实验步骤
按照以下步骤进行实验：
（3）先让入射球单独从斜槽上端紧靠定位板的位置自由释放，在白纸上留下落地碰撞的痕迹。实验重复8-10次。
（4）让入射球从斜槽上端同一位置自由滑下，与放在支球柱上的靶球发生碰撞，两球分别在白纸上留下落地碰撞的痕迹。实验重复8-10次。
（5）测出入射球m1落地点的平均位置与点O的距离OP和OM，靶球m2落地点的平均位置与点O'的距离O'N。
实验步骤
实验步骤
思考：
（1）怎样检查水平槽是否水平？
（2）白纸和复写纸怎么放置？
白纸固定在下面，复写纸在上面可移动。
思考讨论
轻轻放在水平槽的小球长时间不滚动。
装置调节
（6）M、P、N三点各是哪个小球的落点？
（7）实验重复多少次？
（8）怎样找落点的平均位置？
数据测量
思考讨论
（3）入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2的关系？
（4）两小球半径r1和r2的关系？
（5）斜槽必须光滑吗？
器材选取
用尽量小的圆把落点包在里面，找圆心。
m1 > m2，防止反弹
r1 = r2，保证发生对心正碰
P点：入射小球碰前落点
M点：入射小球碰后落点; N点：靶球碰后落点
8-10次
不必，但小球每次都从同一位置由静止释放
（9）把速度转化成水平位移的依据是什么？
（10）验证动量守恒的关系式是什么？
思考讨论
数据处理
待测物理量：
小球质量m1、m2
小球直径2r
水平距离
xOM、xOP、xON
(11) 若实验器材没有支球柱，则需要测量的物理量有哪些？
验证动量守恒的关系式是什么？
待测物理量：
小球质量m1、m2
平抛水平位移
xOM、xOP、xON
思考讨论
用气垫导轨验证滑块碰撞时的动量守恒
气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。
利用气垫导轨使两滑块发生一维碰撞，如图所示：
实验方案（二）
Δx
1. 质量的测量：用天平测量。
2. 速度的测量： ，式中 Δx 为滑块上挡光片的宽度， Δt 为数字计时器显示的滑块上挡光片经过光电门的时间。
【实验器材】
【实验装置】
实验方案（二）
课堂练习：
1. 某同学使用半径相同的两个小球，按如图实验装置来验证动量守恒定律。他的主要实验操作如下：
①用天平测量????、????两球的质量????1和????2；
②用游标卡尺测出两个小球的直径????；
③用刻度尺测出小球????1开始释放高度?和轨道末端距离地面的高度????；
④用重垂线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点????；
⑤在白纸上面放好复写纸，先不放????球，把????球从斜槽轨道上????点由静止释放，落到复写纸上，重复多次；再把????球放在斜槽轨道水平部分最右端，把????球仍从????点由静止释放，和????球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复多次；
⑥用圆规在白纸上找到三个平均落点????、????和????，并用刻度尺测量出图中的????????、????????和????????的长度。
(1)上述实验操作中不必要的步骤是_______。
(2)如果满足关系式____________________ ，则验证了系统碰撞过程中动量守恒。（用测量的物理量表示
?
????1????????=????1????????+????2????????
?
②③
h
课堂练习
X
X
课堂练习
2. 某实验小组用如图所示装置做验证动量守恒定律实验，????、????是放在气垫导轨上的两个滑块，????、????两滑块（包括遮光片）的质量分别为????1、????2，滑块上遮光片的宽度分别为????1、????2。
(1)实验前，需要先调节气垫导轨水平，接通气源，在导轨上只放滑块????，向右轻推滑块????，如果滑块通过光电门1的时间比通过光电门2的时间长，需要调节气垫导轨的水平螺钉，使气垫导轨____（填“左”或“右”）端升高，直到滑块通过两光电门的时间______，则表明气垫导轨调节水平。
?
右
相等
(2)将两滑块放在气垫导轨上图示的位置，轻推滑块????，使其以一定的速度向右滑去，通过光电门1后与静止的滑块????相碰并粘合，两者一起通过光电门2，与光电门相连的计时器显示滑块????通过光电门1的时间为????1、滑块????通过光电门2的时间为????2，滑块????通过光电门2的时间为_____，碰撞过程中需要验证的动量守恒定律的表达式为____________________（用题中所给的字母表示）。
(3)如果将上述物理量均测量出，代入数据后发现碰前的动量略大于碰后的动量，请分析引起实验误差的原因：________________________________。
?
?
????1????2????2
?
????1????1????1=(????1+????2)????2????2
?
滑块在运动过程中受到阻力作用
碰撞后两滑块粘在一起，它们的速度相等，即：????=????1????1’=????2????2
则滑块????经过光电门2的时间：????1‘=????1????2????2
?
谢谢观看！

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