实验 验证动量守恒定律
方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(如图1所示)
图1
1.测质量：用天平测出滑块质量。 2.安装：正确安装好气垫导轨。
3.实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前、后的速度(①改变滑块的质量。②改变滑块的初速度大小和方向)。 4.验证：一维碰撞中的动量守恒。
方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(如图2所示)
图2
1.测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。 2.安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。
3.实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下后它们相碰。
4.测速度：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。 5.改变条件：改变碰撞条件，重复实验。 6.验证：一维碰撞中的动量守恒。
方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(如图3所示)
图3
1.测质量：用天平测出两小车的质量。
2.安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。
3.实验：接通电源，让小车A运动，小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成整体运动。
Δx
4.测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v＝Δt算出速度。 5.改变条件：改变碰撞条件，重复实验。 6.验证：一维碰撞中的动量守恒。
方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(如图4所示)
图4
1.测质量：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.安装：按照图4所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端切线水平。 3.铺纸：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.放球找点：不放被撞小球，每次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.碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次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5所示。
图5
6.验证：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·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立。
误差分析
(1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求。 ①碰撞是否为一维碰撞。
②实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平等。 (2)偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量。 注意事项
(1)碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。
(2)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平。 (3)若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内。
(4)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一个小木片以平衡摩擦力。 (5)若利用斜槽进行实验，入射球质量m1要大于被碰球质量m2，即m1>m2，防止碰后m1被反弹，且两球半径r1＝r2＝r。
教材原型实验
【例1】 (2019·山东烟台期中)某同学设计了如图6甲所示的装置来探究碰撞过程中动量的变化规律，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力；在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。
图6
(1)若已得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距离标在图上，A为运动起始的第一点。则应选________段来计算小车A的碰前速度，应选________段来
计算小车A和小车B碰后的共同速度(选填“AB”“BC”“CD’或“DE”)
(2)已测得小车A的质量mA＝0.40 kg，小车B的质量mB＝0.20 kg，由以上的测量结果可得：碰前两小车的总动量为________ kg· m/s。碰后两小车的总动量为________ kg· m/s(结果均保留3位有效数字)。
解析 (1)推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，BC段为匀速运动的阶段；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度。
BC(2)碰前A的动量为碰前系统的动量，即p1＝mAv0＝mA·得出p1＝0.422 kg·m/s；
5T，DE
碰后的总动量p2＝mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v2＝(mA＋mB)5T， 得出p2＝0.420 kg·m/s。
答案 (1)BC DE (2)0.422 0.420
【例2】 在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图7甲、乙两种装置。
图7
(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 C.m1>m2 r1＝r2
B.m1>m2 r1 (2)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.刻度尺 C.天平 E.秒表 (3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用甲装置实验时(P为碰 B.游标卡尺 D.弹簧秤
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