人教版_高中物理选修3-3、3-4、3-5知识点整理(15)

【实验原理】利用图2-1的装置验证碰撞中的动量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞，两球均做平抛运动．由于下落高度相同，从而导致飞行时间相等，我们用它们平抛射程的大小代替其速度．小球的质量可以测出，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式m1v1=m1v1＇+m2v2＇，则可验证动量守恒定律． 进一步分析可以知道，如果一个质量为m1，速度为v1的球与另一个质量为m2，速度为v2的球相碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1＇和v2＇，则由动量守恒定律有：m1v1=m1v1＇+m2v2＇. 【实验器材】两个小球（大小相等，质量不图2-1 等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；刻度尺；圆规． 【实验步骤】

P

1.用天平分别称出两个小球的质量m1和m2；

2.按图2-1安装好斜槽，注意使其末端切线水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置O点.

图2-2

3.首先在不放被碰小球的前提下，让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点如图2-2。 4.将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；

5.让入射小球由某一定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N； 6.过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度；

7.将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）：m1·OP=m1·OM+m2·ON 【注意事项】

1．“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件．

2．测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度． 3．斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态． 4．入射球的质量应大于被碰球的质量．

5．入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下．方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球．

6．实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变． 7．m1·OP=m1·OM+m2·ON式中相同的量取相同的单位即可． 【误差分析】

误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差．每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小．应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差．

下列一些原因可能使实验产生误差： 1．若两球不能正碰，则误差较大；

2．斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误差； 3．O、P、M、N各点定位不准确带来了误差；

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