实验--验证动量守恒定律［新版］.pptx

实验十四验证动量守恒定律 栏目导引第十二章 碰撞与动量守恒实验分析与导引一、设计实验【实验目的】验证一维碰撞中的动量守恒． 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引【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′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量 p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒． 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引【实验器材】方案一：气垫导轨，滑块，天平，弹性圈，粘扣，挡光片，光电门，物理实验微机辅助教学系统．方案二：重垂线一条，大小相等、质量不同的小球两个，斜槽，白纸，复写 纸，刻度尺，天平一台，圆规一个． 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引【实验步骤】方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验测质量：用天平测出滑块质量．安装：正确安装好气垫导轨．(如图12－2－1所示) 第十二章 碰撞与动量守恒图12－2－1栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引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：利用斜槽完成一维碰撞实验 1．先用天平测出小球质量m1、m2. 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引2．按如图12－2－2所示安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端切线水平． 第十二章 碰撞与动量守恒图12－2－2栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，在白纸上记下重垂线所指的位置O.先不放被碰小球，让入射球从斜槽上某一高度处滚下，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. 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引5．把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正碰，重复10次，依照步骤4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.过O、N在纸上作一直 线． 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒图12－2－3栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引三、注意事项前提条件：碰撞的两物体应保证 “水平”和“正碰”．若利用“气垫导轨”完成实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平． 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引若用“斜槽”完成实验，斜槽末端的切线必须水平，入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放． 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引四、误差分析1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：碰撞是否为一维碰撞．实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两球是否等大． 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引2．偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量．3．改进措施：(1)设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件．(2)采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差． 第十二章 碰撞与动量守恒一、基本实验原理及操作如图12－2－4所示为“验证动量守恒定律”实验装置示意图．图12－2－4典例透析与示范例1栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引(1)入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是m1 m2.为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使 ．实验步骤如下：A．在地面上依次铺白纸和复写纸． 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引确定重锤对应点O.不放球2，让球1从槽M点滚下，确定它的落地点P.把球2放在立柱上，让球1从斜槽M点滚下，与球2正碰后，确定它们落地位置L1、L2.量出OL1、OP、OL2的长度． 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引(1)(2)斜槽末端切线水平【答案】 (3)见解析【规律总结】 掌握该实验的操作要领和注意事项是解决问题的关键． 第十二章 碰撞与动量守恒二、实验数据的处理例2栏目导引气垫导轨(如图12－2－5甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次 第十二章 碰撞与动量守恒栏目导引实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度 s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰