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.2.实验器材斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线.3.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 甲所示安装实验器材.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
如图乙所示.(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 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.1.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
例 1 (2019·广西钦州市 4 月综测)如图 2 甲,某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律.实验完成后,该小组又把水平木板改为竖直木板再次实验,如图乙所示.图中小球半径均相同、质量均已知,且 mA>mB,B、B′ 两点在同一水平线上.图 2(1)若采用图甲所示的装置,实