实验验证动量守恒定律

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验：验证动量守恒,动量的表达式：,动量守恒定律：,一个系统不受外力或所受外力之和为0，系统总动量保持不变。一个系统不受外力或,表达式：,p= m v,系统不受外力或所受外力之和为零，系统总动量保持不变,实验目的,验证两个小球在碰撞前后动量守恒,.,N,M,O,O,P,m,A,只有入射小球从固定点下落时的情况,N,M,O,O,P,m,A,m,B,碰撞时的动态过程,N,M,O,O,P,m,A,m,B,碰撞时的轨迹示意图,【,实验目的,】,利用平抛运动验证动量守恒,【,实验器材,】,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,验证动量守恒定律的实验装置,m,A,m,B,说明：,m,A,为入射小球，,m,B,为被碰小球。,且m,A,m,B,o,装置,实验原理,m,A,v,A,=m,A,v,A,+m,B,v,B,2、本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作,平抛运动,用,水平射程间接表示小球平抛的初速度,：,OP-,m,A,以v,A,平抛时的水平射程,OM-,m,A,以v,A,平抛时的水平射程,O,N-,m,B,以v,B,平抛时的水平射程,1、两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。,ON=ON-2r(r,代表小球的半径,),验证式,m,A,OP=,m,A,OM+,m,B,(ON-2r）,验证的表达式：m,A,OP=m,A,OM+m,B,ON,实验测量,测量的物理量：,a用天平测两球质量m,A,、m,B,b用游标卡尺测两球的直径D，,并计算半径r。,c水平射程：OP、OM、ON,实验步骤,、先用,天平,测量出两个小球的质量,m,A,、m,B,。,、安装好实验装置,注意使实验器的斜槽末端点的,切线水平,。,把被碰球放在斜槽前的支柱上,调节实验装置使,两球处于同一高度,且两球的球心和槽轴线在一直线上,两球心间的距离即为槽和支柱间的距离。垫木板和白纸时,要使,木板水平,。,准确记下,重锤线,所指的位置,O,。,从而确定0,点位置,、先不放被碰球B,让入射球A从斜槽上同一高度处滚下,重复510次,用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面,该小圆的圆心,就是入射球的落地点,P,。,实验步骤,、过O、N在纸上作直线,取OO2r,O即为被碰球被碰时球心投影位置。,、把被碰小球B放在支柱上,让入射小球A从,同一高度,滚下,使它们发生正碰,重复510次,仿步骤,求出入射小球A的,平均落点M,和被碰小球B的,平均落点N,。,实验步骤,、用刻度尺量OM、OP、ON的长度。把两小球的质量和相应的“速度数值代入表达式看是否成立:,、整理实验器材，放回原处。,实验步骤,验证式,m,A,OP=,m,A,OM+,m,B,(ON-2r）,.mp4,N,M,O,O,P,m,1,只有入射小球从固定点下落时的情况,N,M,O,O,P,m,1,m,2,碰撞时的动态过程,N,M,O,O,P,m,1,m,2,碰撞时的轨迹示意图,由于v,1,、v,1,/,、v,2,/,均为水平方向，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间也相等，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：m,1,OP=m,1,OM+m,2,(ON-2r）即可。,【,数据处理,】,注意事项,、斜槽末端要切线要,水平,;,、每次小球下滑要从,同一高度,处由静止开始;,、要保证,对心碰撞,先调高低,再调远近, 最后调左右;,、小球的诸多落点要用用圆规画,尽可能小的,圆,把所有的小球落点都圈在里面,该小圆的,圆心即为小球的平均落点,。,、入射小球的质量m,A,和被碰小球的质量m,B,的 大小关系是,m,A, m,B,。,训练,1、在做碰撞中的动量守恒的实验时，不需要测量的物理量有,A、入射小球和被碰小球的质量 B、入射小球和被碰小球的直径,C、斜槽轨道的末端距地面的高度 D、入射球滚下到抛出时的高度差,E、入射球末碰撞时飞出的水平距离 F、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离,C D,高度差,高度,2、入射球m,1,碰撞前的速度以及被碰球m,2,碰撞后的速度可用其运动的水平位移来表示，图中M、N、P是小球的落点，下列说法中正确的是,A、O是被碰球在碰撞前其球心在纸上的垂直投影,B、O是碰撞前入射球的球心在纸上的垂直投影,C、被碰球碰撞后的动量可表示为,D、入射球碰撞前的动量可表示为,ABC,训练,3、在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如下图甲、乙两种装置：（1）若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是：A.直尺 B.游标卡尺C.天平 D.弹簧秤 E.秒表,（2）设入射小球的质量为m,1,被碰小球的的质量为m,2,则在用甲装置实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为（用装置中的的字母表示）,_,入射小球,被碰小球,重锤线,O,O,M,P,N,甲,入射小球,被碰小球,重锤线,O,M,P,N,乙,AC,m,1,OP=m,1,OM+m,2,(ON-2r）,因此，需要测小球的直径,m,a,OB= m,a,OA,+,m,b,OC,因此，不需要测小球的直径,入射小球,被碰小球,重锤线,O,O,M,P,N,甲,入射小球,被碰小球,重锤线,O,M,P,N,乙,装置图,测量的物理量：,不用测小球直径,验证式,测量的物理量：,a用天平测两球质量m,1,、m,2,b用游标卡尺测两球的直径D，,并计算半径r。,c水平射程：OP、OM、ON,m,1,OP=m,1,OM+m,2,(ON-2r）,m,1,OP=m,1,OM+m,2,ON,某同学用下图装置做验证动量守恒定律的实验.先将,a,球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的,b,球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让,a,球仍从原固定点由静止开始滚下,和,b,球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.,a,b,O,A B C,H,本实验必须测量的物理量有以下哪些选项 _.,A.斜槽轨道末端到水平地面的高度,H,B.小球,a,、,b,的质量,m,a,、,m,b,C.小球,a,、,b,的半径,r,D.小球,a,、,b,离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间,t,E.记录纸上,O,点到,A,、,B,、,C,各点的距离,O,A,、,O,B,、,O,C,F.,a,球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差,h,B,E,a,b,O,A B C,H,这时小球,a,、,b,的落地点依次是图中水平面上的_点和_点,A,C,m,a,m,b,，保证碰后两球都向前方运动；,不同时落地，无影响，平抛的飞行时间相同,a,b,O,A B C,H,(2)小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系？为什么？,（3）放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？如果不是同时落地，对实验结果有没有影响？为什么？,为测定未放被碰小球时,小球,a,落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的,O,点对齐,右图给出了小球,a,落点附近的情况,由图可得,OB,距离应为_cm.,按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是:,_.,如果两球相碰中有较大的动能损失，即不是弹性碰撞，那么以上验证式还成立吗？为什么？,45 46 47,45.90,m,a,OB,=,m,a,OA,+ m,b,OC,成立，动量守恒,a,b,O,A B C,H,m,a,m,b,，保证碰后两球都向前方运动；,(3),不同时落地，无影响，平抛的飞行时间相同；,(6),。,答 案,返回键,学生实验和练习中的环境不同，造成了b球的抛出点也不同，处理问题时一定要灵活对待：,在学生实验中，a球的抛出点在斜面的边缘，b球的抛出点在立柱处。最终要验证的关系式是 m,1,OP=m,1,OM+m,2,(ON-2r）。因此，需要测小球的直径。,在练习所反映的实验中，两球的抛出点相同，都在斜面的边沿处。最终要验证的关系式是,m,a,OB= m,a,OA,+,m,b,OC,。,因此，不需要测小球的直径。,实验：验证动量守恒,【实验目的】,利用平抛运动验证动量守恒,【实验器材】,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,验证动量守恒定律的实验装置,m,1,m,2,说明,：,m,1,为入射小球，,m,2,为被碰小球。,且m,1,m,2,o,返回,目录,装置,实验原理,m,A,v,A,=m,A,v,A,+m,B,v,B,2、本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作,平抛运动,用,水平射程,间接,表示小球平抛的初速度,：,OP-入射小球碰前的水平射程,OM-入射小球碰后的水平射程,O,N-被撞小球碰后水平射程,验证的表达式：m,A,OP=m,A,OM+m,B,O,N,1、两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。,利用平抛运动规律,注意事项,、斜槽,末端要水平,;,、每次小球下滑要从,同一高度,处由,静止,下滑;,、要保证,对心碰撞,先调高低,再调远近, 最后调左右;,、小球的诸多落点要用用圆规画,尽可能小的,圆,把所有的小球落点都圈在里面,该小圆的,圆心即为小球的平均落点,。,、入射小球的质量m,A,和被碰小球的质量m,B,的 大小关系是,m,A, m,B,。,条条记清！,如图所示为验证碰撞中的动量守恒的实验装置.设入射球质量,m,1,，靶球质量,m,2,，碰撞前,m,1,的速度,v,1,，,m,2,静止，碰撞后,m,1,的速度,v,1,，,m,2,的速度,v,2,1.若碰撞动量守恒，则应满足,.,2.该实验入射球和靶球质量必须,满足,.,3.该实验需要测量的数据有：,.,4.根据测量数据，验证动量守恒的关系式是：,.,m,1,v,1,=,m,1,v,1,+,m,2,v,2,m,1,m,2,m,1、,m,2、,OM,、,OP、 ON,m,1,OP,=,m,1,OM,+,m,2,ON,【实验原理】,