1、高中物理选修3-5鲁科版第1章 动量守恒研究专题突破二 实验：探究动量是否守恒 1实验(1)实验目的：探究物体碰撞前后总动量有何关系(2)实验器材：气垫导轨、滑块(3块)、弹片、天平、光电门、数字毫秒计(3)实验过程：实验一：实验装置如图1所示，用天平称出两质量相等的滑块，装上相同的挡光板，放在气垫导轨的中部两滑块靠在一起，用细线拴住后中间压入弹片，处于静止状态烧断细线，两滑块被弹开并朝相反的方向通过光电门，记录挡光板通过光电门的时间，计算滑块的初速度，求出两滑块的总动量pmv1mv2.图1 实验结果：两滑块的总动量p0不变 实验二：增加一滑块，质量与前两块相同，使弹片一侧滑块的质量是另一侧的
2、2倍，重复实验一的操作，求出两侧滑块的总动量pmv12mv2.实验结果：两侧滑块的总动量p0不变 实验三：把气垫导轨的一半覆盖上牛皮纸，并用胶带固定后，用两块质量相等的滑块，重复实验一的操作，求出两滑块的总动量pmv1mv2.实验结果：两滑块的总动量p0，发生了变化 2结论(1)在光滑气垫导轨上无论两滑块质量是否相等，它们被弹开前的总动量为零，弹开后的总动量也为零(2)两滑块构成的系统受到牛皮纸的摩擦力(外力)后，两滑块相互作用前后的总动量发生了变化 温馨提示 要探究两物体碰撞前后总动量是否守恒，需要测出相互作用前两物体的总动量和相互作用后两物体的总动量要测动量，需要测出两个物体的质量，质量可
3、以利用天平测量，还要测出相互作用前后两物体运动的速度，速度可以在气垫导轨上利用光电门和数字毫秒计计时测量【例1】(2014课标)现利用图2(a)所示的装置验证动量守恒定律在图2(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间 实验测得滑块A的质量m10.310 kg，滑块B的质量m20.108 kg，遮光片的宽度d1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率f50.0 Hz.将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使
4、它与B相碰碰后光电计时器显示的时间为tB3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图2(b)所示 答案 见解析【例2】某同学利用气垫导轨探究两物体作用前后动量是否守恒，气垫导轨装置如图3所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成图3 (1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；接通光电计时器；把滑块2静止放在气垫导轨的中间；滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑
5、块1通过光电门1的挡光时间t110.01 ms，通过光电门2的挡光时间t249.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间t38.35 ms；测出挡光片的宽度d5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2200 g；(2)数据处理与实验结论：实 验 中 气 垫 导 轨 的 作 用 是：A._，B_.碰撞前滑块1的速度v1为_m/s；碰撞后滑块1的速度v2为_m/s；滑块2的速度v3为_m/s；(结果保留两位有效数字)在误差允许的范围内，通过本实验，同学们能否得出两物体相互作用前后总动量是守恒的？答案A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差 B保证两个滑块的碰撞是一维的 0.500.100.60 能 两物体相互作用前后总动量守恒 原因：系统碰撞之前的质量与速度的乘积m1v10.15 kg m/s，系统碰撞之后的质量与速度的乘积之和m1v2m2v30.15 kgm/s对点练习单击此处进入对点练习再见
