2、研究气垫导轨上的滑块碰撞时动量守恒。 实验设备：气垫导轨、数字计时器、天平、滑块（两个）、重物、轻弹簧、细丝、弹性碰撞架、胶带、撞针、橡皮泥等。 实验步骤 1、测量质量：用天平来测量滑块的质量。 2、安装：正确安装气垫导轨。 3、实验：打开电源，用配套的数字计时器测量不同情况下两个滑块碰撞前后的速度（改变滑块的质量。改变滑块的初速度和方向）。 4.验证：一维碰撞动量守恒。 数据处理验证表达式：m1v1+m2v2=m1v1+m2v2。 方案二：研究滑槽末端小球碰撞时动量守恒。 实验设备：滑槽、铁架、小球（两个）、天平、复写纸、白纸、铅垂线等。 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小球。
3. 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、铺纸：白纸在下，复印纸在上，放置在合适的位置。 注意铅垂线所指向的位置 O。 4、释放球找落点：击中的球不要释放，每次让入射球从滑道上的固定高度自由滚落。 重复10次。 用圆规画一个尽可能小的圆，并包围所有的球着陆点。 圆心P是球落地点的平均位置。 5、寻找碰撞点：将被击球放在滑槽末端，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，标记碰撞后击球落点的平均位置M和击球落点的平均位置N，如图所示。 6、验证：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m1lOP=m1lOM+m
4、2lON，看是否在允许误差范围内。 7、结束：整理好实验设备，放回原位。 数据处理验证表达式：m1lOP=m1lOM+m2lON。 误差分析 1、系统误差：主要来自于设备本身是否符合要求。 (1)碰撞是否为一维碰撞。 (2)实验是否满足动量守恒条件动量守恒定律实验注意事项，如气垫导轨是否水平、两球大小是否相等、使用长木板实验时摩擦力是否平衡等。 2.偶然误差：主要来自质量m和速度v的测量。 注意事项1.前提：两个碰撞物体应保证“水平”和“正向碰撞”。 2.计划提醒。 (1)若采用气垫导轨进行校验，调整气垫导轨时，应注意使用水平仪，保证导轨水平。 (2)如果采用平抛运动规律进行验证，在安装实验装置时，应注意调整溜槽，使溜槽末端处于水平状态，选择质量相对较高。
5. 较大的球为事件球。 实验热点 探索突破热点 1 实验原理与操作实例分析 某学生设计了一个实验，利用打点计时器来探究碰撞中的不变量：A车前端粘有橡皮泥，A车前端贴有纸胶带。 A车后部，A车被推动，使其匀速行驶，然后与前面原本静止不动的B车发生碰撞，粘在一起，并继续匀速行驶。 他设计的具体装置如图A所示。 （1）在长木板的右端下面放置一小块木头的目的是_。 (2)若得到的点状纸带如图B所示，A为运动起点，各计数点之间的距离分别记为lAB、lBC、lCD、lDE，两车的质量用天平测量A、B为mA、mB，需要验证的表达式为_。答案：（1）平衡摩擦力（2）mAlBC=（mA+mB）lDE分析：（1）一块小木块放置在一块长木板的右端下方。
6、目的是平衡摩擦力，使小车在木板上拖动纸条的同时能够匀速行驶。 （2）从题图可以看出，从B到C的时间等于从D到E的时间，所以mAlBC=(mA+mB)lDE。 易出错警告使用轨道完成水平碰撞动量守恒定律时，如果使用气垫导轨，滑块与滑块之间存在气垫，摩擦力几乎为零，所以不需要平衡摩擦力。 只需将轨道调整至水平即可。 ; 如果用长木板与两个小车碰撞进行验证，要注意平衡摩擦力，学以致用。 下图是验证动量守恒定律的实验装置。 气垫导轨放置在水平工作台上。 G1和G2是两个光电门。 A、B均为弹性滑块。 它们的质量分别为mA和mB，mA大于mB，两遮光片沿运动方向的宽度为d。 实验过程如下：将气垫导轨调整至水平状态； 轻轻推动滑块A，通过光电门G1测量A的遮光情况
7、时间为t1； A和B碰撞后，B和A通过光栅G2的遮光时间分别为t2和t3。 回答下列问题。 (1)实验中选择mA大于mB的目的是。 （2）用被测物理量的符号来表达动量守恒定律成立的公式为： 答案：（1）保证滑块A碰撞时不回弹 2 数据处理及误差典型实例分析分析 某学生利用图A所示的装置，通过两个相同大小的小球A、B的碰撞来验证动量守恒定律。 图中的PQ就是溜槽。 实验时，球A首先从静止的滑槽上的固定位置G滚下，落在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A滴标记。 然后将B球放在水平槽的末端，让A球在G位置处仍从静止处滚落动量守恒定律实验注意事项，与B球碰撞后，A球和B球会在记录纸上留下各自的着陆痕迹。 重复此操作。 10
8.次。 图中的O点为水平凹槽端部R在记录纸上的垂直投影点。 A、B (1)安装设备时，注意固定在工作台边缘的滑槽末端切线的方向。 (2) 球 A 的质量 m1 和球 B 的质量 m2 应满足的关系为 m1 (可选“”” (3) 41 分析： (1) 溜槽末端的切线必须沿着(2)为防止入射球碰撞后反弹，入射球的质量应大于被入射球的质量。 （3）根据实验原理，m1v0=m1v1+m2v2 由题中图B可知lOM=15.5 cm，lOH=25.5 cm，lON=40.0 cm，又因为下落时间相同，可得 m1lOH=m1lOM+m2lON，代入数据，可得 m1m2=41 特别提醒使用平抛运动 规则验证
9. 动量守恒定律必须满足以下条件。 1. 轨道末端的切线必须水平。 2. 入射球每次必须从同一高度滚落。 3. 入射球的质量必须大于被击打球的质量。 4. 入射球和击球的大小必须相同，以保证它们在水平轨道上中心对中心碰撞。 学以致用 在验证动量守恒定律的实验中，一名学生使用气垫导轨结合光电门来研究碰撞前后的不变量。 如图所示，滑块上遮光罩的宽度为2.00cm，滑块1的质量为120g，滑块2的质量为220g。 他首先将滑块2固定在两个光电门之间。 滑块 1 与右侧的滑块 2 相撞。 碰撞后，滑块1反弹。 滑块2向右通过光电门。 光电门1显示的两个光电门时间分别为t1=0.034s和t1=0.144s，光电门2显示的时间为t2=0.0
10、50s，则滑块1和滑块2碰撞后的总动量为kg·m/s（结果保留两位有效数字）。 答案：0.071 分析：碰撞后，两个滑块的速度都向右，即正方向。 碰撞后系统总动量为 p=m1v1+m2v2=0.120(-0.139) kgm/s+0.2200.400 kgm/s=0.071 kg m/s。 课内训练 1.（多选）若 a使用打点计时器进行实验，验证动量守恒定律，下列正确操作是（） A. 在两辆相互作用的汽车上，一辆装有撞针，另一辆装有橡皮泥。 为了改变两辆车B的质量，在两辆相互作用的汽车上，一辆装有撞针，另一辆装有橡皮泥，这样两辆汽车碰撞后就会粘在一起。 C、先打开打点定时器电源，然后释放拖动纸带的小车 D、先释放拖动纸带的小车
11、然后打开打点定时器的电源。 答案：BC分析：相互作用的两辆车中，其中一辆装有撞针，另一辆装有橡皮泥，这样两辆汽车在碰撞后就能粘在一起并一起移动。 选项A是错误的。 ，B正确； 应先打开打点定时器的电源，然后松开拖动纸带的小车。 否则，由于移动距离较短，小车释放后再开机时将很难获得实验数据。 选项C正确，D错误。 2、验证动量守恒定律的实验装置如图所示。 回答下列问题。 (1) 每次球向下滑动时，必须将其从静止状态释放（可选“相同位置”或“不同位置”）。 (2)滑槽末端应保留在实验装置内。 (3) 入射球的质量 mA 与被击球的质量 mB 之间的关系为： (4) 图中若已测量mA、mB、lOP、lOM、lON，则球的半径为r，因此只需验证即可达到实验目的。 答案： (1) 位置相同 (2) 切线水平 (3) mAmB (4) mAlOP=mAlOM+mB (lON-2r) 分析： (1) 为了使小球每次到达终点时的速度相同滑道的，应该让球每次从相同的高度从静止状态释放。 (2)为保证球的初速度水平，溜槽末端的切线必须保持水平。 (3) 为了防止入射球在碰撞过程中反弹，入射球的质量应大于被击球的质量，即mAmB。 (4)球离开轨道后，进行水平投掷运动。 由于球的投掷点高度相等，因此球的运动时间t也相等。 如果碰撞时动量守恒，则mAvA=mAvA+mBvB，两边同时乘以时间t。 得到mAvAt＝mAvAt+mBvBt，则mA1OP＝mA1OM+mB(1ON-2r)。
