验证动量守恒定律1.ppt

验证两个小球在碰撞前后动量守恒. 实验目的 * * 实验原理 mAvA=mAvA′+mBvB′ 2、本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的初速度： OP----mA以vA平抛时的水平射程 OM----mA以vA’平抛时的水平射程 O′N----mB以vB ’平抛时的水平射程 验证的表达式：mAOP=mAOM+mBO’N 1、两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。 * 实验仪器 斜槽、重锤、入射小球A、被碰小球B、 白纸、复写纸、 天平、游标卡尺、直尺、圆规、 * 实验步骤 ①、先用天平测量出两个小球的质量mA、mB。 ②、安装好实验装置,注意使实验器的斜槽末端点的切线水平。把被碰球放在斜槽前的支柱上,调节实验装置使两球处于同一高度,且两球的球心和槽轴线在一直线上,两球心间的距离即为槽和支柱间的距离。垫木板和白纸时,要使木板水平。准确地标绘出槽口中心的竖直投影点O。 * ③、先不放被碰球B,让入射球A从斜槽上同一高度处滚下,重复3～5次, 用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面,该小圆的圆心,就是入射球的落地点P。 实验步骤 * ⑤、过O、N在纸上作直线,取OO＝2r,O即为被碰球被碰时球心投影位置。 ④、把被碰小球B放在支柱上,让入射小球A从同一高度滚下,使它们发生正碰,重复3～5次,仿步骤③,求出入射小球A的平均落点M和被碰小球B的平均落点N。 实验步骤 * ⑥、用刻度尺量OM、OP、ON的长度。把两小球的质量和相应的“速度数值代入表达式看是否成立: ⑦、整理实验器材，放回原处。 验证的表达式：mAOP=mAOM+mBO’N 实验步骤 * 实验测量 主要测量的物理量： a．用天平测两球质量mA、mB b．用游标卡尺测两球的直径D， 并计算半径r。 c．水平射程：OP、OM、O’N * 注意事项(1) 斜槽末端必须水平，检验方法是把小球放在斜槽末端平轨道上任何位置，看其能否保持静止状态.(2) 调节支柱高度使入射小球和被碰小球相碰时球心处于同一高度，并调节支柱与槽口间距离，使之等于小球直径.(3) 入射小球质量应大于被碰小球的质量.(4) 入射小球每次都应从斜槽上同一位置由静止开始滚下，可在斜槽适当高度处固定一挡板，使小球靠着挡板，然后释放小球.(5) 白纸铺好后不能移动.(6) 入射小球飞出的水平距离应从斜槽的末端点在纸上的竖直投影点O算起，而被碰小球飞出的水平距离应从它在支柱上时球心的竖直投影点O′算起可用重锤线先确定O点，然后再在水平线ON上取OO′=2r(r为小球的半径).(7) 为减小偶然误差，也采用多次测量取平均值的方法，让A与B重复碰撞10次，用尽可能小的圆将这10次落点圈在里面，圆心就是小球落点的平均位置. * 注意事项 ①、斜槽末端要切线要水平; ②、每次小球下滑要从同一高度处由静止开始; ③、要保证对心碰撞,先调高低,再调远近, 最后调左右; ④、小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的 圆把所有的小球落点都圈在里面,该小圆的 圆心即为小球的平均落点 。 ⑤、入射小球的质量mA和被碰小球的质量mB的 大小关系是 mA mB 。 * 训练 在做碰撞中的动量守恒的实验时，不需要测量的物理量有 A、入射小球和被碰小球的质量 B、入射小球和被碰小球的直径 C、斜槽轨道的末端距地面的高度 D、入射球滚下到抛出时的高度差 E、入射球末碰撞时飞出的水平距离 F、入射球和被碰球碰撞后飞出的水平距离 C D * 入射球m1碰撞前的速度以及被碰球m2碰撞后的速度可用其运动的水平位移来表示，图中M、N、P是小球的落点，下列说法中正确的是 A、O’是被碰球在碰撞前其球心在纸上的垂直投影 B、O是碰撞前入射球的球心在纸上的垂直投影 C、被碰球碰撞后的动量可表示为 D、入射球碰撞前的动量可表示为 ABC * 例题 某同学用如图3-54甲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. 图中PQ是斜槽，QR是水平槽，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. 图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点. B球落点痕迹如图3-54乙所示，其中米尺水平放置，且平行于