验证动量守恒定律
【学习目标】
? 1、验证在一维碰撞中动量守恒．
? 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后速度的测量方法． ? 3、掌握实验数据处理的方法． 一、课前预习导学单 阅读课本，回答下面问题：
1、动量守恒定律的表达式： ． 2、系统动量守恒的条件： ． 3、验证动量守恒定律实验原理
在一维碰撞中，测出 和 ，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． 4、实验方案与器材
方案：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 器材：（结合实验装置图找出相应的器材）斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规、三角板．
二、课中探究展示单 1、实验步骤
(1)用 测出两小球的质量，并选定质量 的小球为入射小球，质量较 的为被撞小球．其目的是 。
(2)按照图所示安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽末端保持 。 (3)白纸在下固定，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下
(4)测量放射小球的初动量时，先 ，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 把小球所有的落点都圈在里面． 就是小球落点的平均位置P．
(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽 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，如下图所示．被撞小球碰撞前的速度大小为 ，表示入射小球碰撞前速度大小的是线段 ，表示入射小球碰撞后的速度大小的是线段 ，表示被碰撞小球碰撞后的速度大小的是线段 。
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(6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．将测量数据填入表中．最后代入公式 ，看在误差允许的范围内是否成立． (7)整理好实验器材放回原处．
(8)实验结论：在实验误差范围内，碰撞系统的动量守恒． 2、注意事项
(1)．前提条件：碰撞的两物体应保证 和 ．
(2)．本实验中，入射球质量一定要 于被碰球质量，以防止碰后 被反弹而不能准确测定入射小球碰后的速度．
(3)．要确保斜槽末端水平．检验是否水平的方法是： ，则表明斜槽末端已水平． (4)．保证入射小球每次必须从同一高度由 滚下，且尽可能地让小球的释放点高些． (5)．实验过程中，实验桌、斜槽及白纸的位置始终不变．
(6)．在计算时一定要注意m1、m2和OP、OM、ON的对应关系． 三、课堂训练单
1．如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图.
(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 B．m1＞m2，r1＜r2 C．m1＞m2，r1＝r2 D．m1＜m2，r1＝r2
(2)在此实验中，必须测量的物理量是（ ） A.入射小球和被碰小球的质量 B.入射小球或被碰小球的半径
C.入射小球从静止释放时的起始高度 D.斜槽轨道的末端到地面的高度 E.入射球未碰撞时飞出的水平距离
F.入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平距离
(3)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________(填下列对应的字母)． A．直尺 B．游标卡尺 C．天平 D．秒表
(4)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式________________________(用m1、m2及图中字母表示)成立，即表示碰撞中动量守恒
2．在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球
的半径为r，各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是( ) A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球 B．要验证的表达式是m1(OP－2r)＝m1(OM－2r)＋m2ON C．要验证的表达式是m1ON＝m1OM＋m2OP D．要验证的表达式是m1OP＝m1OM＋m2ON
3．某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次，得到了如图所示的三个落地点.
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（1）请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置._______________________.并在图中读出OP=_______________.
（2）已知mA∶mB=2∶1，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出R是__________球的落地点，P是__________球的落地点.
（3）用题中的字母写出动量守恒定律的表达式____________________.
四、课后拓展训练单
1．利用平抛运动验证动量守恒定律
（1）如右图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程
②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．
接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放的高度h
C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM、ON
③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____ ___；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_____ _____(本小题用②中测量的量表示)．
④经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝________∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶________.
p1实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为________．
p1′＋p2′
（2）把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于光滑的水平桌面上，如图所示.烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒.
a．还必须添加的器材是：_____________________________________________________.
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