04
实验：验证动量守恒定律
实验原理：在一维碰撞中，测量物体的质量m以及碰撞前后物体的速度v和v′。 求碰撞前动量 p = m1v1 + m2v2 和碰撞后动量 p′ = m1v1′ + m2v2′。 见碰撞。 前进和后退的动量守恒吗？
实验方案：
1.利用气垫导轨完成一维碰撞实验
【实验步骤】
1、测量质量：用天平测量滑块的质量。
2、安装：正确安装气垫导轨。
3． 实验：打开电源，用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改变滑块的初始速度和方向，重复上述步骤）。
[数据处理]
1、滑块速度的测量：v=Δx/Δt，其中Δx为滑块遮光罩的宽度（可直接测量），Δt为滑块（遮光罩）通过光电门显示的时间通过数字定时器。
2、验证表达式：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
2、用等长的摆球完成一维碰撞实验
【实验步骤】
1、测量质量：用天平测量两个球的质量m1和m2。
2、安装：用等长的吊线悬挂两个大小相等的球。
3． 实验：一个小球静止不动，另一个小球被拉起，放下时它们发生碰撞。
4． 速度测量：可以测量球被拉起的角度，利用动能定理计算碰撞前对应球的速度，测量碰撞后球向上摆动的角度，并计算碰撞后相应球的速度。
5、改变条件：改变碰撞条件，重复实验。
[数据处理]
1、摆速测量：
式中，h为球出手时（或碰撞后向上摆动）的高度（可直接测量）。
2、验证表达式：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
3.使用两辆车完成一维碰撞实验
【实验步骤】
1、测量质量：用天平测量两辆车的质量。
2、安装：将打点定时器固定在光滑的长木板一端，将纸带穿过打点定时器，连接到汽车后部。 将撞针和橡皮泥安装在两辆车的碰撞端。
3、平衡摩擦力：将长木板左端抬起，打开电源，让小车行驶，观察纸带，调节长木板的倾斜度，直至纸带上印的点均匀。
3． 实验：接通电源，让A车移动，B车静止。 当两车相撞时，撞针插入橡皮泥中，将两车连接成一个整体移动。
4． 速度测量：根据纸带上两个计数点之间的距离和时间，通过v=Δx/Δt计算速度。
5、改变条件：改变碰撞条件，重复实验。
[数据处理]
1、小车速度的测量：v=Δx/Δt，其中Δx是纸带上两个计数点之间的距离，可以用刻度尺测量高中物理笔记，Δt是小车通过Δx的时间，可以根据点间隔计算出来。
2、验证表达式：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
4、利用滑槽滚球完成一维碰撞实验
【实验步骤】
1、测量质量：用天平测量两个球的质量，选择质量较大的球作为入射球。
2、安装：如图所示安装实验装置。 调整固定溜槽高中物理笔记，使溜槽底部水平。
3． 铺纸：白纸在下，复写纸在上，放在合适的位置。 注意粗垂直线所指向的位置 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落，使它们发生碰撞。 重复实验10次。 采用步骤4的方法，标记碰撞后击球点的平均位置M和击球点的平均位置N。 如图所示。
6． 验证：连接ON并测量线段OP、OM和ON的长度。 将测量数据填入表中。 最后代入m1·OP=m1·OM+m2·ON，看是否在允许误差范围内成立。
[数据处理]
验证表达式：m1·OP=m1·OM+m2·ON。
重点
实验注意事项及误差分析
防范措施
1、前提条件：两个碰撞物体要保证“水平”、“正面碰撞”。
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) 若用摆球进行检定，当两摆球静止时，两摆球的中心应在同一水平线上，并刚好接触。 摆线应垂直。 摆球拉起后，两摆线应在同一垂直平面内。
(3)若两车碰撞验证，应注意平衡摩擦力。
(4)若采用平抛运动定律进行验证，在安装实验装置时，应注意调整滑槽，使滑槽末端水平，并选择质量较大的球作为入射球。
3． 探索结论：所寻求的不变量在各种碰撞情况下必须保持不变。
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)碰撞是否是一维的。
(2)实验是否满足动量守恒条件，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：主要来源于碰撞前后质量m1、m2和速度（或水平范围）的测量。
例子
05
弹性和非弹性碰撞
弹性碰撞：碰撞前后系统动量守恒，动能不变；
非弹性碰撞：碰撞前后系统动量守恒，动能减小。
碰撞现象满足规则：
(1)动量守恒(作用时间短，系统内力远大于外力)。
(2)动能不增加。
(3)速度要合理。
① 如果两个物体运动方向相同，则碰撞前应有 v after > v ； 碰撞后，前面物体的速度必须增加。 如果两个物体碰撞后运动方向相同，则应该有 v ' ≥ v after' 。
②如果两个物体相向运动，则碰撞后两个物体的运动方向不可能改变。
重点
弹性碰撞“一动一碰撞”模型
分析以上结论：
当m1=m2时，两球碰撞后交换速度。
当m1≫m2时，碰撞后较大质量的速度保持不变，较小质量的速度为2v1。
当m1<m2时，质量较小的球碰撞后以原来的速度反弹。
例子
06
反冲现象火箭
作用原理：反冲运动是系统中物体之间的作用力和反作用力产生的效果；
动量守恒：反冲运动过程中，系统不受外力作用或内力远大于外力，因此反冲运动遵循动量守恒定律；
机械能增加：反冲运动过程中，由于其他形式的能量转化为机械能，因此系统的总机械能增加。
重点
火箭加速原理
例子
