实验七 验证动量守恒定律1
实验原理在一维碰撞中,测出物体的质量 m 和碰撞前、后物体的速度 v、v′,算出碰撞前的动量 p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量 p′=m1v1′+m2v2′,看碰撞前后动量是否相等
实验器材斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线
实验步骤(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 1 甲所示安装实验装置
调整、固定斜槽使斜槽底端水平
图 1(3)白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好
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小球所有的落点都圈在里面
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 和被撞小球落点的平均位置 N
(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 m1·=m1·+m2·,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:在实验误差允许范围内,碰撞系统的动量守恒
数据处理验证表达式:m1·=m1·+m2·2
注意事项(1)斜槽末端的切线必须水平;(2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放;(3)选质量较大的小球作为入射小球;(4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变
命题点一 教材原型实验例 1 如图 2 所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系
图 2(1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但可以通过仅测量(填选项前的符号)间接地解决这个问题
小球开始释放高度 hB