2、动量的变化

实验仪器：气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、滑块、数字计时器(J0201-CC)、天平

教师操作：数字计时器用S2；使用一只光电门；用手推滑块，经过光电门，经挡板反弹后再次经过光电门，停止计时；计算动量的变化。 3、动量定理

实验仪器：生鸡蛋2只、较厚的海绵垫；玻璃杯、纸条

教师操作：让两只鸡蛋同时从高出落下(尽量抬高)，一只落在海绵垫上，一只落在水泥地板上。 教师操作：纸条放在桌上，上边压上玻璃杯，缓慢抽动纸条；快速抽动纸条，比较。 实验结论：延长了作用时间，作用力减小。 4、验证动量定理

实验仪器：电磁打点计时器(J0203型)、学生电源(J1202型)、轨道(带定滑轮)、小车、纸带、天平(托盘天平或学生天平)、线、砝码、砝码盘

实验目的：验证物体做直线运动时，其动量的增量等于合外力的冲量，以加深学生对动量定理的理解。 动量定理：物体在恒力作用下做直线运动时，动量定理可表述为F合t＝mv′－mv只要实验测得F合t与mv′－mv在实验误差范围内相等，则动量定理被验证。而t、v′、v均可由打点纸带测定，F合也可以用平衡法直接测定。当在砝码盘中加适量的砝码，使得小车能沿斜面向上做匀速运动时，线的拉力T就等于砝码盘和砝码所受的重力mg，而T又等于小车所受的重力沿斜面向下的分力，即小车自由释放后沿斜面向下做加速运动的力。 教师操作：

(1)按图装好斜面，往砝码盘中加砝码，直至小车能沿斜面向下做匀速运动，记下砝码和砝码盘所受的重力mg，这就是小车沿斜面自由向下运动时所受力的大小。

(2)用天平称出小车的质量m，保持斜面倾角不变，在斜面顶端装上电磁打点记时器。把纸带穿过打点记时器后系在小车上，。拉引纸带，使小车停在打点计时器附近。接通电源，使打点计时器工作，放开小车，打出纸带后断开电源。

(3)取下纸带，大约隔十个以上的点迹取两个计数点A、B，测出相应的SA、SB、tAB，将有关结果记入下表。

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计数点附近测量编号 1 2 3 4 小车质量 小车加速的位移 运动时的合力F SA SB 计数点处的计数点即时速度 间的时间VVA B 合力的tAB 小车的冲量FtAB 动量增量 (4)比较Ft与mvB－mvA，看它们在实验误差范围内是否相等，得出结论。重新再取两个计数点进行同样的测算，再次进行验证。

注意事项：如果安装方便，在步骤(1)中可以让小车带着穿过了打点计时器的纸带一起匀速下移，则mg的值更接近小车加速下移时的合力的大小。 7.2 动量守恒定律 1、动量守恒

实验仪器：气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、数字计时器(J0201-CC)、水平尺、弹簧、细线、火柴、滑块2只、重量与滑块相等的重物、天平

教师操作：气垫导轨保持水平；调节好两只滑块到两端挡板的距离，中间压紧弹簧，拴好细线；用火柴烧断细线。

实验原理：0=mv1-mv2 =>0=ms1-ms2=> s1=s2

0= 2mv1-mv2 =>0=2ms1-ms2=> 2s1=s2

2、完全非弹性碰撞

实验仪器：气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、数字计时器(J0201-CC)、水平尺、弹簧圈2只、质量相等的滑块2只

教师操作：数字计时器选择S2；气垫导轨保持水平；一只滑块置于两光电门之间，轻推另一只滑块；比较两个示数。

实验现象：第一只滑块停下来，另一只以第一只的速度运动(两只光电门的示数基本相同)。

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3、用冲击摆测弹丸的速度

实验仪器：冲击摆(J2136型)、直尺、学生天平

实验目的：利用冲击摆较精确地测定弹丸的速度，学习运用动量守恒定律和机械能守恒定律解决实际问题的方法，了解实验装置的设计思想。

实验原理：如图，如果质量为m的弹丸以某一速度v水平射入悬挂着的质量为M的静止摆块中并一起以共同速度v′运动，则在射入过程中，由动量守恒定律得：

mv=(m+M)v′ (1)

在弹丸与摆块一起上升过程中机械能守恒： 1

(m+M)v′2=(m+M)gh (2) 2

且h=l(1-cosθ) (3) 由(1)、(2)、(3)可得： v=

M+m

2gl(1-cosθ) (4) m

只要在实验中测得M、m、L、θ，则由(4)式可求得弹丸的入射速度。 冲击摆： 教师操作：

(1)将冲击摆放在桌面上，弹簧枪尾部正对实验者。调节底板上的调节螺钉使底板大致呈水平。调整四根悬线的长度，使摆块上表面呈水平，侧面与刻度板平行，前端面与刻度板的零刻度线对齐(若没有对齐，可调整底座上位于一侧中部的螺钉)，后端面的入射孔与弹簧枪口正对(偏左或偏右时，也可调节调节螺钉)。

(2)拉动弹簧枪拉手至第一挡，装上弹丸。为减少克服摩擦力而引起的能量损耗，把指针预先拔在适当位置(5°～10°范围)。压下扳机，射出弹丸，弹丸进入摆块后推动摆块一

起上升，摆块将指针推动到摆块所能到达的最高位置。在摆块返回时，用手将其止住。记下指针的最大偏角θ。

(3)把指针拨回1°～2°。取出弹丸，观察摆块的静止位置是否理想，并作适当调整。重新把枪机拉在第一挡上，安上弹丸，重复步骤(2)。在第一挡上共做3次。

(4)使枪机处于第二挡及第三挡，重复步骤(2)、(3)，每挡做3次。

(5)用尺量出悬线的长度(准确一些，是悬线长在竖直方向的投影长度)，用天平测出弹丸和摆块的质量。分别计算各次弹丸的速度，求出每挡速度的平均值。将所有测量和计算结果记入下表中。

弹丸质量m= kg，摆块质量M= kg，悬线长L= m，g=m/s2

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挡次 实验次数 指针偏角 测量值 平均值 弹丸速度(m/s) 4、完全弹性碰撞

第一挡(低速挡) 1 2 3 第二挡(中速挡) 1 2 3 第三挡(高速挡) 1 2 3 实验仪器：气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、数字计时器(J0201-CC)、水平尺、橡皮泥2片、质量相等的滑块2只

教师操作：数字计时器选择S2；气垫导轨保持水平；一只滑块置于两光电门之间，轻推另一只滑块；比较两个示数。

实验现象：两只滑块碰撞后粘在一起，以第一只滑块速度的一半的速度向前运动(第二只光电门的示数大约是第一只光电门的一半)。 5、动量守恒的基本条件

实验仪器：气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、数字计时器(J0201-CC)、水平尺、弹簧、滑块2只

(1)、在气垫导轨(视为没有摩擦力)上有一个弹簧振子系统，如图所示，两振子的质量分别为m1和m2.讨论此系统在振动时动量是否守恒。

分析：由于水平面上无摩擦，故振动系统不受外力(竖直方向重力与支持力平衡)，所以此系统振动时动量守恒，即向左的动量与向右的动量大小相等。

(2)、若导轨不光滑，两振子的动摩擦因数μ相同，讨论m1＝m2和m1≠m2两种情况下振动系统的动量是否守恒。

分析：m1和m2所受摩擦力分别为f1＝μm1g和f2＝μm2g.由于振动时两振子的运动方向总是相反的，所以f1和f2的方向总是相反的。

对m1和m2振动系统来说合外力∑F外＝f1+f2，但注意是矢量合.实际运算时为 ∑F外＝μm1g-μm2g

显然，若m1＝m2，则∑F外＝0，则动量守恒； 若m1≠m2，则∑F外≠0，则动量不守恒。 向学生提出问题：

(1) m1＝m2时动量守恒，那么动量是多少？

(2) m1≠m2时动量不守恒，那么振动情况可能是怎样的？

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