實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 講義-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

選擇性必修一實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律五、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證動(dòng)量守恒2.實(shí)驗(yàn)原理：3.實(shí)驗(yàn)過程：【方案一】研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒4.注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)之前需要將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該確保發(fā)生的是一維碰撞；（3）測(cè)量擋光片的寬度時(shí)應(yīng)盡量減小誤差；【方案二】用平拋演示儀裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律【實(shí)驗(yàn)步驟】1.先用天平稱量出兩個(gè)小球的質(zhì)量mA、mB；2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，注意使實(shí)驗(yàn)器的斜槽末端點(diǎn)的切線水平；3.在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙；4.在白紙上記下重垂線所指的位置O，它表示入射小球mA碰撞前球心的豎直投影點(diǎn)；5.先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一位置處靜止?jié)L下，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射小球不碰撞時(shí)的落地點(diǎn)；6.把被碰小球放在斜槽軌道末端，讓入射小球從同一位置靜止?jié)L下，使它們發(fā)生正碰，重復(fù)10次，同理求出入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N；7.用刻度尺測(cè)出線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度，把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的水平位移數(shù)值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立；【注意事項(xiàng)】斜槽末端要切線要水平；每次小球下滑要從同一位置處由靜止釋放；要保證對(duì)心碰撞，兩球必須大小相等；4.小球的諸多落點(diǎn)要用用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)都圈在里面，該小圓的圓心即為小球的平均落點(diǎn)；5.入射小球的質(zhì)量mA和被碰小球的質(zhì)量mB的大小關(guān)系是mA>mB?！纠?】某小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓質(zhì)量為的入射小球A從斜槽上某一固定位置C由靜止釋放，小球A從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在下面的白紙上留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把質(zhì)量為的被碰小球B放在水平軌道末端，仍將小球A從位置C由靜止釋放，小球A和B碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)操作10次，M、P、N為三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，O點(diǎn)是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)，如圖乙所示。回答下列問題：（1）上述實(shí)驗(yàn)除需測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量的物理量有________。A．小球A和小球B的質(zhì)量、B．斜槽末端離地面的高度C．位置C到斜槽末端的高度差D．兩小球與斜槽間的動(dòng)摩擦因數(shù)（2）當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式________（用所測(cè)物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律。（3）若測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離OM=2.68cm，OP=8.62cm，ON=11.50cm，并知小球A、B的質(zhì)量比為，則系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量與碰撞后總動(dòng)量的百分誤差________（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)用如圖丙所示裝置來研究碰撞前后動(dòng)能的變化，使小球從斜槽軌道滾下打在正對(duì)的豎直墻上，把白紙和復(fù)寫紙附在墻上，記錄小球的落點(diǎn)。使用質(zhì)量為的小球D和質(zhì)量為的小球E進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其他操作重復(fù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)的步驟。、、為豎直記錄紙上三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，小球靜止于水平軌道末端時(shí)球心在豎直記錄紙上的水平投影點(diǎn)為，測(cè)得，、，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式________（用題中涉及的物理量符號(hào)表示），則可認(rèn)為碰撞前后兩球的總動(dòng)能相等。【例2】如圖甲所示，用半徑相同的A、B兩球的碰撞可以驗(yàn)證“動(dòng)量守恒定律”。實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓質(zhì)量為m1的A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，進(jìn)入水平軌道后，從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。再把質(zhì)量為m2的B球放在水平軌道末端，讓A球仍從位置C由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)操作10次。如圖乙所示，M、P、N為三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，未放B球時(shí)，A球的落點(diǎn)是P點(diǎn)，O點(diǎn)是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)。（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，兩個(gè)小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1_______m2（選填“>”、“=”或“<”）；除了圖中器材外，實(shí)驗(yàn)室還備有下列器材，完成本實(shí)驗(yàn)還必須使用的兩種器材是_______。A．秒表、天平

B．天平、刻度尺

C．秒表、刻度尺

D．天平、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（2）下列說法中正確的有________。A．安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該測(cè)出斜槽末端距地面的高度C．實(shí)驗(yàn)過程中，復(fù)寫紙可以移動(dòng)，白紙不能移動(dòng)D．用半徑盡量小的圓把10個(gè)落點(diǎn)圈起來，這個(gè)圓的圓心可視為小球落點(diǎn)的平均位置（3）在某次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2記錄的落點(diǎn)平均位置M、N幾乎與OP在同一條直線上，測(cè)量出三個(gè)落點(diǎn)位置與O點(diǎn)距離OM、OP、ON的長(zhǎng)度。在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式________，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后在OP方向上的總動(dòng)量守恒。（用測(cè)量的量表示）（4）實(shí)驗(yàn)中小球斜槽之間存在摩擦力，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果_______（選填“有”或“沒有”）影響。（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)上述裝置進(jìn)行了改造，如圖丙所示。在水平槽右方豎直固定一木板，使小球1仍從斜槽上C點(diǎn)由靜止?jié)L