知识点：
首先，我们必须知道一维动量守恒定理的表达方式是什么样的，假设一个具有初速度的球接触另一个静止的球。
两个小球在碰撞过程中动量守恒，选择正确的方向为正方向。 这样，如果碰撞前后动量守恒，则公式可表示为：
因此，我们试图想办法得到两个物体的质量，得到两个物体碰撞前后的速度，然后用实验数据来验证公式中的等号是否成立。
目的
验证一维碰撞中动量守恒定理
这里，什么是一维碰撞？ 这是在同一条直线上的碰撞。 我们的实验仅研究这一点。 因为同一直线上的向量不是按照平行四边形法则合成的。
是的，你没看错，别忘了，动量是一个向量！
实验原理
首先，我们必须知道一维动量守恒定理的表达方式是什么样的，假设一个具有初速度的球接触另一个静止的球。
两个小球在碰撞过程中动量守恒，选择正确的方向为正方向。 这样，如果碰撞前后动量守恒，则公式可表示为：
因此，我们试图想办法得到两个物体的质量，得到两个物体碰撞前后的速度，然后用实验数据来验证公式中的等号是否成立。
实验设备
对于这个实验，验证方案有很多，但基本上都是从平抛方案延伸出来的，所以昨晚我们重点讲解了这本教材中最原始的方案：借助物体平抛来验证动量守恒！
滑槽，两个大小相等、质量不同的小钢球，
锤线、白纸、复写纸、
刻度尺、刻度尺、圆规、游标千分尺
实验流程
如图所示：
这是基本实验装置的示意图。 让我们一步一步来。
用天平测量两个小球的质量M和m，以质量较大的作为入射球。
按图安装设备，使溜槽末端切线水平，将质量较小的球放在溜槽前面的支架上，图中位置2，调整试验装置，使两个球处于相同高度。
在地上铺一张白纸，白纸上放复写纸，球只有落地时才能留下痕迹。
记录白纸上重量线所指向的位置O，OO\\\'即为球的半径d（可用游标千分尺测量）。
保持被触碰的球m，让入射球M在滑道上同一高度静止释放，如此重复多次。 用圆规在白纸上画一个圆圈，用最小的圆圈覆盖尽可能多的着陆点。 圆心就是M的平均着陆点，如图中的P。
将接触到的球m放在支架上，让M再次从同一高度滚下，使它们正面碰撞，重复多次，如步骤5，画一个圆，求M和m的平均落地点，如图中的M和N。
用天平测量OP、OM、O\'N的厚度，带入两个小球的质量，验证：
M·OP=M·OM+m·O\\\'N
在这个实验过程中，我们所做的一切都是为了保证两个小球正面碰撞，并且是在M端速度相同的情况下正面碰撞。
最后要解释的是步骤7中的表达式，本来是验证的质量和速度的乘积，但为什么变成了质量和位移的乘积呢？
熊宝宝请注意，这里使用的是平抛的运动定律，虽然我们想要的碰撞前后的速度是平抛的初速度。
相同高度投掷的物体落地时间相同，因此水平位移与初速度成反比，因此我们只需要验证平抛的水平位移即可。
这里，有些实验不是那么精确，所以O和O\\\'会取相同的点，偏差也在可接受的范围内。
最后，最重要的一点是，较大的质量必须与较小的质量碰撞，否则两个小球不会飞下来，实验也无法完成。
其实聪明的男伴也可以尝试一下。 如果发生正碰撞并且动量守恒，我们假设这是一次弹性碰撞。 这样，用两个质量相同的小球进行实验，就会出现速度交换的神奇现象！
偏差分析
本次实验的偏差分析比较简单：
难以保证完全正面碰撞；
检测偏差。
视频教学：
实践：
讲义：
学习案例：
【教学目标】
1.掌握动量守恒定律的应用范围。
2. 动量守恒理论将得到实验验证。
【教学重难点】
动量守恒理论将通过实验得到验证。
【教学流程】
1.实验思路
班主任：两个物体碰撞时，动作时间很短。 根据动量定律，它们的相互排斥力是很大的。 如果将这两个物体视为一个系统，那么，虽然物体仍然受到重力、支撑力、摩擦力、空气阻力等外力的影响，并且有些力的矢量和为0动量定理实验设计，但有些力是相同的作为系统中的两个对象。 相互排斥力相对较小。 因此，只要可以忽略这些外力，碰撞就满足动量守恒定律的条件。
问题：我们应该如何设计实验，使得作用在两个碰撞物体组成的系统上的外力矢量和近似为0？
中学生思考，班主任总结。
我们研究最简单的情况：两个物体在碰撞前沿着同一条直线运动，碰撞后仍然沿着这条直线运动。 实验条件应尽可能创造使系统所受外力矢量和近似为0。
二、物理量的检测
研究对象确定后，还需要明确需要测试的数学量和实验设备。
问题：为了验证动量守恒，需要检验什么数学量？
中学生思考，班主任总结：
根据动量的定义，人们很自然地认为需要检测物体的质量以及碰撞前后两个物体各自的速度。
班主任：我们可以直接用天平来检测物体的质量。 物体碰撞前后的速度又如何呢？
中学生回忆一下我们之前学过的检测物体速度的知识。 最后，班主任总结了设计实验的可行途径。
(1)方案一：研究气垫滑轨上滑块碰撞时的动量守恒
在这种情况下，我们使用气垫滑块来减少摩擦，并使用光电定时器来检测滑块碰撞前后的速度。 实验设置如图所示，可以通过向滑块添加已知质量的块来改变碰撞物体的质量。
本实验可以研究以下几种情况：
①选择两个质量不同的滑块，在两个滑块碰撞的锥面上安装弹性碰撞架，碰撞后滑块立即分离。
②在两个滑块碰撞端分别安装撞针和橡皮泥，碰撞时将撞针插入橡皮泥中，使两个滑块一体运动。 如果在两个滑块的碰撞端贴上尼龙拉扣，碰撞时也会连成一体。
③原本相连的两个物体由于相互的冲突力而分开，这也可以看作是一种碰撞。 这些情况可以通过下面的形式来实现。
在两个滑块之间放置一个轻弹簧，挤压两个滑块以压缩弹簧，并用细铁丝固定两个滑块。 细金属丝被吹断，弹簧弹起并落下，两个滑块从静止向相反方向移动。
1、实验步骤：
(1)测量质量：用天平测量滑块的质量。
(2)安装：正确安装气垫滑轨。
（3）实验：接通电源，借助配套的光电计时装置，测量不同情况下两个滑块碰撞前后的速度（①改变滑块的质量；②改变初始速度和方向）的滑块）。
(4)验证：一维碰撞动量守恒。
2.数据处理
(1) 滑块速度的检测：v=Δx/Δt，其中Δx为滑块光栅的长度（仪器手册中给定，也可直接检测），Δt为数字计时器显示的滑块（阻挡光片）通过光电门的时间。
(2) 验证表达式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
（2）方案二：用球在滑槽中上下滚动来验证动量守恒原理
1、实验步骤：
(1)测量质量：用天平测量两个小球的质量，选择质量较大的球作为入射球。
(2)安装：按图A所示安装实验装置，调整固定溜槽，使溜槽底部水平。
(3) 放纸：白纸在下，复写纸在上，放好位置，记下粗竖线所指的位置O。
(4)将球放置到位，保留被击碎的球，每次让击中的球从滑槽上的固定高度自由滚落，重复10次。 使用圆规画一个尽可能小的圆，以包围落在其上的所有球。 中心F是球落点的平均位置。
(5)找到碰撞点，将被撞球放在滑槽末端，每次让入射球从滑槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。 采用步骤4的方法，标记碰撞后入射球下落点的平均位置和被砸球下落点的平均位置N，如图所示。
(6)验证：连接N，检测线段OP、OM、ON的宽度。 将测试数据填入表中。 最后代入m1·OP。
(7)结束：将实验设备收拾好，放回原位。
2、数据处理：
验证表达式：m1 OP=m1 OM+m2 ON
(3)方案三：两车在光滑桌面上碰撞，完成一维碰撞实验
1.实验设备
光滑长板、打点计时器、纸带、手推车（两个）、秤、撞针、橡皮泥。
2.实验流程
(1)测量质量：用天平测量两车的质量。
(2)安装，将打点定时器固定在光滑的长木板一端，用纸带穿过打点定时器，连接到卡车侧面，在打点定时器的碰撞端安装撞针和橡皮泥。两辆卡车。
(3)实验：接通电源，让卡车A移动，卡车V保持静止。 当两辆卡车相撞时，撞针插入橡皮泥中，两辆卡车连成一体移动。
(4) 测量速度：纸带上两个计数点之间的距离和时间由下式确定
算出比率。
(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验。
(6)验证：一维碰撞动量守恒。
3.数据处理
(1)卡车速度检测：
，其中 是纸带上两个计数点之间的距离，可以用刻度尺检测， 是卡车的通过时间，可以根据点间距计算出来。
(2) 验证表达式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
4.注意事项
(1)前提条件：两个碰撞物体应为“水平”且“正面碰撞”。
(2)如果借助“气垫滑轨”完成实验，调整气垫滑轨时要注意使用水平仪，保证滑轨水平。
如果使用“滑槽”来完成实验，则滑槽末端的切线必须是水平的，并且入射球每次必须在滑槽的同一高度处从静止状态释放。
5.偏差分析
(1)系统偏差：主要来自于设备本身是否满足要求，即：
① 碰撞是否为一维碰撞。
②实验是否满足动量守恒条件：例如气垫滑轨是否水平，两球大小是否相等。
(2)重合偏差：主要来源于质量m和速度v的检测。
（三）改进措施：
① 设计方案时，应保证碰撞为一维碰撞，并尽可能满足动量守恒条件。
②采取多次测试计算平均值的方法，减少偶然偏差。
【课堂练习】
1.（2017·江西模拟）借助频闪摄影和气垫滑轨，完成了“探索碰撞中的不变量”实验。 步骤如下：
①用天平测量滑块A、B的质量分别为200g、300g；
②安装气垫滑轨，调节气垫滑轨调节旋钮，使滑轨水平；
③向气垫滑轨内注入压缩空气；
④将滑块A、B放在滑轨上，给定初始速度，同时开始闪光拍照。 闪烁的时间间隔设置为Δt=0.2s，照片如图所示。
结合实验过程和图像分析可知，该图像为4次闪光灯拍摄的照片。 在这4次闪烁的瞬间，滑块A和B都在0-80cm的刻度范围内； 第一次闪光时，滑块A正好经过x=55cm处，滑块B正好经过x=70cm处。 碰撞后，一个滑块处于静止状态。 设右方向为正方向，试分析：第一次闪光后滑块碰撞时间发生____s，碰撞前两个滑块的质量与速度乘积之和为m/s，质量与速度碰撞后两个滑块的速度乘积之和为·m/s。
答案：0.1； -0.2； -0.2
2.（2017·湖北荆州中学）同事利用图A所示的装置，通过两个直径相同的球a、b碰撞，验证了动量守恒原理。 图中，PQ为溜槽，QR为水平槽。 注意记录纸上粗竖线指示的位置O。 实验中，球a从静止状态下从滑槽上的固定位置G滚下，落在平地上的记录纸上，留下痕迹。 重复上述操作10次，得到10条落点痕迹。 球a落地点的平均位置B。 然后将球b放在水平槽的R端动量定理实验设计，让球a从静止状态仍从固定位置G滚下，与球b碰撞后落到水平地面上的记录纸上，重复10次次，得到两个球落地点的平均位置分别为A、C，球b下落的轨迹如图B所示。米尺水平放置，零点对准O点。
(1) 碰撞后球 b 的水平射速应取为 。
（2）下列选项中，本次实验必须进行的测试是什么？
答案：____（填写选件序号）。
A。 当b球没有放在水平槽上时，检测a球位置到O点的距离x1
B． a球与b碰撞后，检测a球和b球落地位置到O点的距离x2和x3
C。 检测球a或球b的半径d
D． 检测球a和球b的质量ma和mb（或两个球的质量之比）
E． 检测G点相对于水平槽面的高度H
（3）根据本实验的方法，已知球a的质量为ma，球b的质量为mb，ma>mb，所以动量守恒原理的验证公式为____（表示实验中测量量对应的字母）。
答案：（1）64.5（64.2～64.8可接受）； （2）ABD； (3) max1=max2+mbx3
3.（2017湖南师范大学附中模拟）如图所示，是用来验证动量守恒原理的实验装置。 弹力球1用一根细钢丝悬挂在O点，O点正下方的椅子边缘有一根立柱。实验时调整悬挂点，使弹力球1刚好与椅子接触。静止时球2位于立柱上，且两球高度相同。 将球 1 拉至 A 点并保持不动，同时将球 2 放在立柱上。 释放球1，当它在悬挂点正下方摆动时，与球2同心碰撞。 球1接触后可以摆动到最左边的B点，球2落到平地上的C点。 测量相关数据可以验证球1和球2碰撞时的动量守恒。 已测量弹性球1和2的质量m1和m2（m1>m2），A点到水平桌面的距离为a，B点到水平桌面的距离为b。 据悉：
(1) 需要测试的数量是__、和。
(2) 根据检测数据，本实验动量守恒定律的表达式为__。
答：（1）C点到椅子边缘的水平距离c、立柱高度h、桌面高度H； (2)
4.（2017·山东德州首模）如图所示，“碰撞实验器”可以用来验证动量守恒原理，即研究两个小物体碰撞前后动量关系球位于轨道的水平部分。
（1）实验中必须满足的条件是（填入选项的符号）。
A、溜槽轨道必须光滑
B．溜槽轨道末端的切线是水平的
C. 入射球每次必须从同一高度从静止处滚落
D． 如果入射球的质量为m1，击中球的质量为m2，则m1>m2
(2)图中O点为球的投掷点在地面的垂直投影。 实验时，将小球1从斜轨上的静止位置S多次释放，找到其平均落点位置P，并检测水平填充距离，然后将小球2静止放置轨道末端，然后球 1 在坡道上的位置 S 处从静止状态释放，与球 2 碰撞，如此重复多次。 需要完成的必要步骤是（用于填写选项的符号）。
A。 用天平测量两个小球的质量m1和m2
B． 检测球1开始释放的高度h
C。 检测投掷点距地面的高度H
D． 分别求球1和球2平均落地点的位置M和N
E． 检测扁平灌装过程，
(3) 如果两球碰撞前后的动量守恒，则满足的表达式为（用式（2）中检测到的量表示）。
答案： (1) BCD (2) ADE (3) m1=m1+m2 (4) 77.00
图片、文字均来自网络，版权归原作者所有。 如有不当，请告知并删除
