《高中物理实验》课件：验证动量守恒定律

验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒•实验目的：验证碰撞中的动量守恒《高中物理实验》课件：验证动量守恒定律验证碰撞中的动量守恒•实验原理：•质量为m1和m2的两个小球发生正碰，若m1碰前运动，m2静止,根据动量守恒定律应有：•m1v1=m1v1′+m2v2′。•验证的表达式：m1OP=m1OM+m2O′N•因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，则小球的水平速度若用飞行时间作时间单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离。所以只要测出小球的质量及两球碰撞前飞出的水平距离，代入公式就可验证动量守恒定律。验证碰撞中的动量守恒•实验器材：•斜槽、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规、三角板。验证碰撞中的动量守恒•实验步骤：•⒈先用天平测出小球质量m1、m2；•⒉按图中那样安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上，调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度。且碰撞瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行，以确保正碰后的速度方向水平；•⒊在地面上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸；•⒋在白纸上记下重垂线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置，如图；验证碰撞中的动量守恒•⒌先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心就是入射球不碰时的落地点P；•⒍把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正碰，10重复次，仿步骤5求出入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N；•⒎过O、N在纸上作一直线，取OO′=2r，O′就是被碰小球碰撞时的球心投影位置(用刻度尺和三角板测小球直径2r)；验证碰撞中的动量守恒•⒏用刻度尺量出线段的长度OP、OM、O′N，把两小球的质量和相应的速度数值代入看是否成立；•⒐整理实验器材放回原处。•m1OP=m1OM+m2O′N验证碰撞中的动量守恒•注意事项：⒈斜槽未端的切线必须水平，调整方法是让碰撞的小球放在斜槽末端水平部分的任一位置都能静止；•⒉使小支柱的与槽口的距离等于小球直径；•⒊认真调节小支柱的高度，既使两小球碰撞时球心在同一高度上，又使球心连线与斜槽末轨的切线相平行；•⒋入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；•⒌入射小球每次都应大于被碰球的质量；•⒍实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸位置要始终保持不变。验证碰撞中的动量守恒•误差分析：实验所研究的过程是两个不同质量的金属球发生水平正碰，因此“水平”和“正碰”是损伤中应尽量予以满足的前提条件。实验中两球球心高度不在同一水平面上，给实验带来误差。每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时内力越大，动量守恒的误差越小。应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差。验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒