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动量守恒定律教案
作为一名无私奉献的老师，通常需要准备好一份教案，教案是教学蓝图，可以有效提高教学效率。来参考自己需要的教案吧！以下是小编为大家收集的动量守恒定律教案，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
动量守恒定律教案1
动量守恒定律
三维教学目标
1、知识与技能：掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
2、过程与方法：知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。
3、情感、态度与价值观：学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培养思维能力。
教学重点：运用动量守恒定律的一般步骤。
教学难点：动量守恒定律的应用。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：投影片、多媒体辅助教学设备。
(一)引入新课
动量守恒定律的内容是什么?分析动量守恒定律成立条件有哪些?(①F合=0(严格条件)②F内远大于F外(近似条件，③某方向上合力为0，在这个方向上成立。)
(二)进行新课
1、动量守恒定律与牛顿运动定律
用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。
(1)推导过程：
根据牛顿第二定律，碰撞过程中1、2两球的加速度分别是：
根据牛顿第三定律，F1、F2等大反响，即F1=-F2所以：
碰撞时两球间的作用时间极短，用表示，则有：
代入并整理得
这就是动量守恒定律的表达式。
(2)动量守恒定律的重要意义
从现代物理学的理论高度来认识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生β衰变放出电子时，按动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。(2000年高考综合题23②就是根据这一历史事实设计的)。又如人们发现，两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的.。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场，把电磁场的动量也考虑进去，总动量就又守恒了。
2、应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法
(1)分析题意，明确研究对象
在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。
(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析
弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。
(3)明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态
即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。
注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系。
(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。
3、动量守恒定律的应用举例
例2：如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出，A车相对于地面的速度都是v，方向向左。则小孩把A车推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车?
分析：此题过程比较复杂，情景难以接受，所以在讲解之前，教师应多带领学生分析物理过程，创设情景，降低理解难度。
解：取水平向右为正方向，小孩第一次
推出A车时：mBv1-mAv=0
即：v1=
第n次推出A车时：mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn
则：vn-vn-1=，
所以：vn=v1+(n-1)
当vn≥v时，再也接不到小车，由以上各式得n≥5.5取n=6
点评：关于n的取值也是应引导学生仔细分析的问题，告诫学生不能盲目地对结果进行“四舍五入”，一定要注意结论的物理意义。
课后补充练习
(1)(2002年全国春季高考试题)在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为15000kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定，长途客车碰前以20m/s的速度行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率为()
A.小于10m/sB.大于10m/s小于20m/s
C.大于20m/s小于30m/sD.大于30m/s小于40m/s
(2)如图所示，A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有()
A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动D.小车向右运动
(3)把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是
A.枪和弹组成的系统，动量守恒
B.枪和车组成的系统，动量守恒
C.三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒
D.三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零
(4)甲乙两船自身质量为120kg，都静止在静水中，当一个质量为30kg的小孩以相对于地面6m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻力，甲、乙两船速度大小之比：v甲∶v乙=_______.
(5)(2001年高考试题)质量为M的小船以速度v0行驶，船上有两个质量皆为m的小孩a和b，分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度.
(6)如图所示，甲车的质量是2kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1kg的小物体.乙车质量为4kg，以5m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8m/s的速度，物体滑到乙车上.若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10m/s2)
4、反冲运动与火箭
演示实验1：老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。
演示实验2：用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。
演示实验3：把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。
提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢?实验3中，细管为什么会旋转起来呢?
看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢?这节课我们就学习有关此类的问题。
(1)反冲运动
A、分析：细管为什么会向后退?(当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。)
B、分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。
为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再做一个发射礼花炮的实验。分析，礼花为什么会上天?
(2)火箭
对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理。
播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情。阅读课后阅读材料——《航天技术的发展和宇宙航行》。
动量守恒定律教案2
一、教学目标
1、知道动量守恒定律的内容，掌握动量守恒定律成立的条件，并在具体问题中判断动量是否守恒。
2、学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。 3.知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。
二、重点、难点分析
1、重点是动量守恒定律及其守恒条件的判定。 2.难点是动量守恒定律的矢量性。
三、教具
1、气垫导轨、光门和光电计时器，已称量好质量的两个滑块（附有弹簧圈和尼龙拉扣）。
2、计算机（程序已输入）。
四、教学过程
（一）引入新课
前面已经学习了动量定理，下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统，在不受外力的情况下，二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化，整个物体系统的动量又将如何？
（二）教学过程设计
1、以两球发生碰撞为例讨论“引入”中提出的问题，进行理论推导。 画图：
设想水平桌面上有两个匀速运动的球，它们的质量分别是m1和m2，速度分别是v1和v2，而且v1>v2。则它们的总动量（动量的矢量和）p=p1+p2=m1v1+m2v2。经过一定时间m1追上m2，并与之发生碰撞，设碰后二者的速度分别为v1"和v2"，此时它们的动量的矢量和，即总动量p"=p1"+p2"=m1v1"+m2v2"。
板书：p=p1+p2=m1v1+m2v2 p"=p1"+p2"=m1v1"+m2v2"
下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p和p"有什么关系。 设碰撞过程中两球相互作用力分别是F1和F2，力的作用时间是t。根据动量定理，m1球受到的冲量是F1t=m1v1"-m1v1;m2球受到的冲量是
F2t=m2v2"-m2v2。
根据牛顿第三定律，F1和F2大小相等，方向相反，即F1t=(m2v2"-m2v2) 整理后可得
板书：m1v1"+m2v2"=m1v1+m2v2 或写成
p1"+p2"=p1+p2
就是p"=p 这表明两球碰撞前后系统的.总动量是相等的。 分析得到上述结论的条件：
两球碰撞时除了它们相互间的作用力（这是系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，但它们彼此平衡。桌面与两球间的滚动摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。 2.结论：相互作用的物体所组成的系统，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零。则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。
做此结论时引导学生阅读课文。并板书。
∑F外=0时
p"=p 3.利用气垫导轨上两滑块相撞过程演示动量守恒的规律。 (1)两滑块弹性对撞（将弹簧圈卡在一个滑块上对撞）
光电门测定滑块m1和m2第一次（碰撞前）通过A、B光门的时间t1和t2以及第二次（碰撞后）通过光门的时间t1"和t2"。光电计时器记录下这四
个时间。
将t
1、t2和t1"、t2"输入计算机，由编好的程序计算出v
1、v2和v1"、v2"。将已测出的滑块质量m1和m2输入计算机，进一步计算出碰撞前后的动量p
1、p2和p1"、p2"以及前后的总动量p和p"。
由此演示出动量守恒。
注意：在此演示过程中必须向学生说明动量和动量守恒的矢量性问题。因为v1和v2以及v1"和v2"方向均相反，所以p1+p2实际上是|p1|-|p2|=0，同理p1"+p2"实际上是|p1"|-|p2"|。
（2）两滑块完全非弹性碰撞（将弹簧圈取下，两滑块相对面各安装尼龙子母扣）
为简单明了起见，可让滑块m2静止在两光电门之间不动(p2=0)，滑块m1通过光门A后与滑块m2相撞，二者粘合在一起后通过光门B。
光门A测出碰前m1通过A时的时间t，光门B测出碰后m1+m2通过B时的时间t"。将t和t"输出计算机，计算出p1和p1"+p2"以及碰前的总动量p（=p1）和碰后的总动量p"。由此验证在完全非弹性碰撞中动量守恒。
（3）两滑块反弹（将尼龙拉扣换下，两滑块间挤压一弹簧片） 将两滑块置于两光电门中间，二者间挤压一弯成∩形的弹簧片（铜片）。同时松开两手，钢簧片将两滑块弹开分别通过光电门A和B，测定出时间t1和t2。
将t1和t2输入计算机，计算出v1和v2以及p1和p2。
引导学生认识到弹开前系统的总动量p0=0，弹开后系统的总动量pt=|p1|-|p2|=0。总动量守恒，其数值为零。
4、例题
甲、乙两物体沿同一直线相向运动，甲的速度是3m/s，乙物体的速度是1m/s。碰撞后甲、乙两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是2m/s。求甲、乙两物体的质量之比是多少？
引导学生分析：对甲、乙两物体组成的系统来说，由于其不受外力，所以系统的动量守恒，即碰撞前后的总动量大小、方向均一样。
由于动量是矢量，具有方向性，在讨论动量守恒时必须注意到其方向性。为此首先规定一个正方向，然后在此基础上进行研究。
板书解题过程，并边讲边写。 板书：
讲解：规定甲物体初速度方向为正方向。则v1=+3m/s,v2=1m/s。碰后v1"=-2m/s,v2"=2m/s 根据动量守恒定律应有m1v1+m2v2=m1v1"+m2v2"移项整理后可得m1比m2为
代入数值后可得m1/m2=3/5，即甲、乙两物体的质量比为3∶5。 5.练习题
质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质量是80kg，求小孩跳上车后他们共同的速度。
分析：对于小孩和平板车系统，由于车轮和轨道间的滚动摩擦很小，可以不予考虑，所以可以认为系统不受外力，即对人、车系统动量守恒。
板书解题过程：
跳上车前系统的总动量
p=mv 跳上车后系统的总动量
p"=(m+M)V 由动量守恒定律有mv=(m+M)V 解得
6、小结
（1）动量守恒的条件：系统不受外力或合外力为零时系统的动量守恒。
（2）动量守恒定律适用的范围：适用于两个或两个以上物体组成的系统。动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律，对高速或低速运动的物体系统，对宏观或微观系统它都是适用的。
动量守恒定律教案3
一、教学目标
1、知道动量守恒定律的内容，掌握动量守恒定律成立的条件，并在具体问题中判断动量是否守恒。
2、学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。 3.知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。
二、重点、难点分析
1、重点是动量守恒定律及其守恒条件的判定。 2.难点是动量守恒定律的矢量性。
三、教具
1、气垫导轨、光门和光电计时器，已称量好质量的两个滑块（附有弹簧圈和尼龙拉扣）。
2、计算机（程序已输入）。
四、教学过程
（一）引入新课
前面已经学习了动量定理，下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统，在不受外力的情况下，二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化，整个物体系统的动量又将如何？
（二）教学过程设计
1、以两球发生碰撞为例讨论“引入”中提出的问题，进行理论推导。 画图：
设想水平桌面上有两个匀速运动的球，它们的质量分别是m1和m2，速度分别是v1和v2，而且v1>v2。则它们的总动量（动量的矢量和）p=p1+p2=m1v1+m2v2。经过一定时间m1追上m2，并与之发生碰撞，设碰后二者的速度分别为v1"和v2"，此时它们的动量的矢量和，即总动量p"=p1"+p2"=m1v1"+m2v2"。
板书：p=p1+p2=m1v1+m2v2 p"=p1"+p2"=m1v1"+m2v2"
下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p和p"有什么关系。 设碰撞过程中两球相互作用力分别是F1和F2，力的作用时间是t。根据动量定理，m1球受到的冲量是F1t=m1v1"-m1v1;m2球受到的冲量是
F2t=m2v2"-m2v2。
根据牛顿第三定律，F1和F2大小相等，方向相反，即F1t=(m2v2"-m2v2) 整理后可得
板书：m1v1"+m2v2"=m1v1+m2v2 或写成
p1"+p2"=p1+p2
就是p"=p 这表明两球碰撞前后系统的总动量是相等的。 分析得到上述结论的条件：
两球碰撞时除了它们相互间的作用力（这是系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的'作用，但它们彼此平衡。桌面与两球间的滚动摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。 2.结论：相互作用的物体所组成的系统，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零。则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。
做此结论时引导学生阅读课文。并板书。
∑F外=0时
p"=p 3.利用气垫导轨上两滑块相撞过程演示动量守恒的规律。 (1)两滑块弹性对撞（将弹簧圈卡在一个滑块上对撞）
光电门测定滑块m1和m2第一次（碰撞前）通过A、B光门的时间t1和t2以及第二次（碰撞后）通过光门的时间t1"和t2"。光电计时器记录下这四
个时间。
将t
1、t2和t1"、t2"输入计算机，由编好的程序计算出v
1、v2和v1"、v2"。将已测出的滑块质量m1和m2输入计算机，进一步计算出碰撞前后的动量p
1、p2和p1"、p2"以及前后的总动量p和p"。
由此演示出动量守恒。
注意：在此演示过程中必须向学生说明动量和动量守恒的矢量性问题。因为v1和v2以及v1"和v2"方向均相反，所以p1+p2实际上是|p1|-|p2|=0，同理p1"+p2"实际上是|p1"|-|p2"|。
（2）两滑块完全非弹性碰撞（将弹簧圈取下，两滑块相对面各安装尼龙子母扣）
为简单明了起见，可让滑块m2静止在两光电门之间不动(p2=0)，滑块m1通过光门A后与滑块m2相撞，二者粘合在一起后通过光门B。
光门A测出碰前m1通过A时的时间t，光门B测出碰后m1+m2通过B时的时间t"。将t和t"输出计算机，计算出p1和p1"+p2"以及碰前的总动量p（=p1）和碰后的总动量p"。由此验证在完全非弹性碰撞中动量守恒。
（3）两滑块反弹（将尼龙拉扣换下，两滑块间挤压一弹簧片） 将两滑块置于两光电门中间，二者间挤压一弯成∩形的弹簧片（铜片）。同时松开两手，钢簧片将两滑块弹开分别通过光电门A和B，测定出时间t1和t2。
将t1和t2输入计算机，计算出v1和v2以及p1和p2。
引导学生认识到弹开前系统的总动量p0=0，弹开后系统的总动量pt=|p1|-|p2|=0。总动量守恒，其数值为零。
4、例题
甲、乙两物体沿同一直线相向运动，甲的速度是3m/s，乙物体的速度是1m/s。碰撞后甲、乙两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是2m/s。求甲、乙两物体的质量之比是多少？
引导学生分析：对甲、乙两物体组成的系统来说，由于其不受外力，所以系统的动量守恒，即碰撞前后的总动量大小、方向均一样。
由于动量是矢量，具有方向性，在讨论动量守恒时必须注意到其方向性。为此首先规定一个正方向，然后在此基础上进行研究。
板书解题过程，并边讲边写。 板书：
讲解：规定甲物体初速度方向为正方向。则v1=+3m/s,v2=1m/s。碰后v1"=-2m/s,v2"=2m/s 根据动量守恒定律应有m1v1+m2v2=m1v1"+m2v2"移项整理后可得m1比m2为
代入数值后可得m1/m2=3/5，即甲、乙两物体的质量比为3∶5。 5.练习题
质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质量是80kg，求小孩跳上车后他们共同的速度。
分析：对于小孩和平板车系统，由于车轮和轨道间的滚动摩擦很小，可以不予考虑，所以可以认为系统不受外力，即对人、车系统动量守恒。
板书解题过程：
跳上车前系统的总动量
p=mv 跳上车后系统的总动量
p"=(m+M)V 由动量守恒定律有mv=(m+M)V 解得
6、小结
（1）动量守恒的条件：系统不受外力或合外力为零时系统的动量守恒。
（2）动量守恒定律适用的范围：适用于两个或两个以上物体组成的系统。动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律，对高速或低速运动的物体系统，对宏观或微观系统它都是适用的。
动量守恒定律教案4
教学目的:
1.知道动量守恒定律的内容，掌握动量守恒定律成立的条件，并在具体问题中判断动量是否守恒。
2.学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。3.知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。
教学重点:
重点是动量守恒定律及其守恒条件的判定。
教学难点:
难点是动量守恒定律的理解。
教具:
1.气垫导轨、光门和光电计时器，已称量好质量的两个滑块(附有弹簧圈和尼龙拉扣)。
教学过程:
前面已经学习了动量定理，下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统，在不受外力的情况下，二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化，整个物体系统的动量又将如何?
1.从生活现象引入:两个同学静止在滑冰场上，总动量为0，用力推开后，总动量为多少?(接下来通过实验建立模型分析)
2.实验:
1)准备:在已调节水平的气垫导轨上放置两个质量相等的滑块，用细线连在一起处于被压缩状态
2)解说实验操作过程
3)实际操作
4)实验结论:两个物体在相互作用的过程中，它们的总动量是一样的
3.理论推导总结出动量守恒定律并分析成立条件
1)推导:
碰撞之前总动量:P=P1+P2=m11+m22
碰撞之后总动量:P'=P1'+P2'=m11'+m22'
碰撞过程:F1t=m11'-m11
F2t=m22'-m22
由牛三定律有:F1t=-F2t
m11'-m11=-(m22'-m22)
整理:m11+m22=m11'+m22'
即:P=P'
2)引入概念:
1.系统:相互作用的物体组成系统。
2.外力:外物对系统内物体的作用力
3.内力:系统内物体相互间的作用力
分析得到上述两球碰撞得出的结论的条件:
两球碰撞时除了它们相互间的作用力(系统的内力)外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。桌面与两球间的滚动摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。
结论:相互作用的物体所组成的系统，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零，则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定
4.动量守恒定律
1)内容:一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变
2)注意点:
①研究对象:系统(注意系统的`选取)
②区别:a.外力的和:对系统或单个物体而言
b.合外力:对单个物体而言
③内力冲量只改变系统内物体的动量，不改变系统的总动量
④矢量性(即不仅对一维的情况成立，对二维的情况也成立，例如斜碰)
⑤同一性(参考系的同一性，时刻的同一性)
⑥作用前后，作用过程中，系统的总动量均保持不变
5.分析动量守恒定律成立条件:
b)F合=0(严格条件)F内远大于F外(近似条件)某方向上合力为0，在这个方向上成立
6.适用范围(比牛顿定律具有更广的适用范围:微观、高速)
7.小结
动量守恒定律教案5
1、实验目的、原理
（1）实验目的
运用平抛运动的知识分析、研究碰撞过程中相互作用的物体系动量守恒
（2）实验原理
(a)因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，若用飞行时间作时间单位，小球的水平速度在数值上就等于小球飞出的水平距离。
(b)设入射球、被碰球的质量分别为m
1、m2，则入射球碰撞前动量为（被碰球静止）p1=m1v1①
设碰撞后m1，m2的速度分别为v’
1、v’2，则碰撞后系统总动量为
p2=mlV’1+m2v’2②
只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入①、②两式就可研究动量守恒。
2、买验器材
斜槽，两个大小相同而质量不等的小钢球，天平，刻度尺，重锤线，白纸，复写纸，三角板，圆规。
3、实验步骤及安装调试
（1）用天平测出两个小球的质量ml、m2.
（2）按图5—29所示安装、调节好实验装置，使斜槽末端切
线水平，将被碰小球放在斜槽末端前小支柱上，入射球放在斜
槽末端，调节支柱，使两小球相碰时处于同一水平高度，且在
碰撞瞬间入射球与被碰球的球心连线与斜槽末端的切线平
行，以确保正碰后两小球均作平抛运动。
（3）在水平地面上依次铺放白纸和复写纸。
（4）在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球m1碰
撞前的位置，如图5—30所示。
（5）移去被碰球m2，让入射球从斜槽上同一高度滚下，重复10次左右，用圆规画尽可能小的`圆将所有的小球落点圈在里面，其圆心即为人射球不发生碰撞情况下的落点的平均位置P，如图5—31所示。
（6）将被碰小球放在小支柱上，让入射球从同一高度滚下，使它们发生正碰，重复10次左右，同理求出入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N.
（7)过O、N作一直线，取O0’=2r(r为小球的半径，可用刻度尺和三角板测量小球直径计算厂），则O’即为被碰小球碰撞前的球心的位置（即投影位置）。(8)用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度。则系统碰撞前的动量可表示为p1=m1·OP，系统碰撞后的总动量可表示为p2=m1·OM+m2·O"N
若在误差允许范围内p1与p2相等，则说明碰撞中动量守恒。(9)整理实验器材，放回原处。
4、注意事项
（1）斜槽末端切线必须水平。
说明：调整斜槽时可借助水准仪判定斜槽末端是否水平。
（2）仔细调节小立柱的高度，使两小球碰撞时球心在同一高度，且要求两球球心连线与斜槽末端的切线平行。
（3)使小支柱与槽口的距离等于2r(r为小球的半径）
（4）入射小球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下。
说明：在具体操作时，斜槽上应安装挡球板。
（5）入射球的质量(m1)应大于被碰小球的质量(m2)。
（6）地面须水平，白纸铺放好后，在实验过程中不能移动白纸。
5、数据处理及误差分析
（1）应多次进行碰撞，两球的落地点均要通过取平均位置来确定，以减小偶然误差。
（2）在实验过程中，使斜槽末端切线水平和两球发生正碰，否则两小球在碰后难以作平抛运动。
（3）适当选择挡球板的位置，使入射小球的释放点稍高。
说明：入射球的释放点越高，两球相碰时作用力越大，动量守恒的误差越小，且被直接测量的数值OM、0IP、0N越大，因而测量的误差越小。
一。目的要求
1、用对心碰撞特例检验动量守恒定律；
2、了解动量守恒和动能守恒的条件；
3、熟练地使用气垫导轨及数字毫秒计。
二。原理
1、验证动量守恒定律
动量守恒定律指出：若一个物体系所受合外力为零，则物体的总动量保持不变；若物体系所受合外力在某个方向的分量为零，则此物体系的总动量在该方向的分量守恒。
设在平直导轨上，两个滑块作对心碰撞，若忽略空气阻力，则在水平方向上就满足动量守恒定律成立的条件，即碰撞前后的总动量保持不变。
m1u1 m2u2 m1v1 m2v2(6.1) 其中，u
1、u2和v
1、v2分别为滑块m
1、m2在碰撞前后的速度。若分别测出式(6.1)中各量，且等式左右两边相等，则动量守恒定律得以验证。
2、碰撞后的动能损失
只要满足动量守恒定律成立的条件，不论弹性碰撞还是非弹性碰撞，总动量都将守恒。但对动能在碰撞过程中是否守恒，还将与碰撞的性质有关。碰撞的性质通常用恢复系数e表达：
e v2 v1(6.2) u1 u
2式(6.2)中，v2 v1为两物体碰撞后相互分离的相对速度，u1 u2则为碰撞前彼此接近的相对速度。
（1）若相互碰撞的物体为弹性材料，碰撞后物体的形变得以完全恢复，则物体系的总动能不变，碰撞后两物体的相对速度等于碰撞前两物体的相对速度，即v2 v1 u1 u2，于是e 1，这类碰撞称为完全弹性碰撞。
（2）若碰撞物体具有一定的塑性，碰撞后尚有部分形变残留，则物体系的总动能有所损耗，转变为其他形式的能量，碰撞后两物体的相对速度小于碰撞前的相对速度，即0 v2 v1 u1 u2于是，0 e 1，这类碰撞称为非弹性碰撞。
（3）碰撞后两物体的相对速度为零，即v2 v1 0或v2 v1 v，两物体粘在一起以后以相同速度继续运动，此时e 0，物体系的总动能损失最大，这类碰撞称为完全非弹性碰撞，它是非弹性碰撞的一种特殊情况。
三类碰撞过程中总动量均守恒，但总动能却有不同情况。由式(6.1)和(6.2)可求碰撞后的动能损失 Ek (1/2)m1m21 e2 u1 u2 / m1 m2 。①对于完全弹性碰撞，因2
e 1，故 Ek 0，即无动能损失，或曰动能守恒。②对于完全非弹性碰撞，因e 0，故： Ek EkM，即，动能损失最大。③对于非完全弹性碰撞，因0 e 1，故动能损失介于二者之间，即：0 Ek EkM。
3、 m1 m2 m，且u2 0的特定条件下，两滑块的对心碰撞。
（1）对完全弹性碰撞，e 1，式(6.1)和(6.2)的解为
v1 0 (6.3)v2 u1
由式(6.3)可知，当两滑块质量相等，且第二滑块处于静止时，发生完全弹性碰撞的结果，使第一滑块静止下来，而第二滑块完全具有第一滑块碰撞前的速度，“接力式”地向前运动。即动能亦守恒。
以上讨论是理想化的模型。若两滑块质量不严格相等、两挡光物的有效遮光宽度 s1及若式(6.3)得到验证，则说明完全弹性碰撞过程中动量守恒，且e 1， Ek 0， s2也不严格相等，则碰撞前后的动量百分差E1为：E1
动能百分差E2为:E2 P2 P1P1 m2 s2 t1 (6.4) m1 s1 t22m2 s2 t12 1(6.5) 22m1 s1 t2Ek2 Ek1Ek
1若E1及E2在其实验误差范围之内，则说明上述结论成立。
（2）对于完全非弹性碰撞，式(6.1)和(6.2)的解为：
v1 v2 v u1(6.6)
2若式(6.6)得证，则说明完全非弹性碰撞动量守恒，且e 0，其动能损失最大，约为50%。
s1 。同样可求得其动考虑到完全非弹性碰撞时可采用同一挡光物遮光，即有： s2
及E2 分别为： 量和动能百分差E1
m2 t1P2 P 1 1 E1 m t 1(6.7) P11 2
2 Ek 1 m2 t1" Ek (6.8)E2 1 " 1Ek m1 t2
显然，其动能损失的百分误差则为：
m2 t1 E 2 1 m t 1(6.9)
1 2
及E 在其实验误差范围内，则说明上述结论成立。 若E1
三。仪器用品
气垫导轨及附件（包括滑块及挡光框各一对），数字毫秒计、物理天平及游标卡尺等。
四。实验内容
1、用动态法调平导轨，使滑块在选定的运动方向上做匀速运动，以保证碰撞时合外力为零的条件（参阅附录2）；
2、用物理天平校验两滑块（连同挡光物）的质量m1及m2;
2 ；3.用游标卡尺测出两挡光物的有效遮光宽度 s
1、 s2及 s
14、在m1 m2 m的条件下，测完全弹性和完全非弹性碰撞前后两滑块各自通过光电
、 t2 。 门一及二的时间 t
1、 t2及 t1
五。注意事项
1、严格按照气垫导轨操作规则（见附录2），维护气垫导轨；
2、实验中应保证u2 0的条件，为此，在第一滑块未到达之前，先用手轻扶滑块(2)，待滑块(1)即将与(2)碰撞之前再放手，且放手时不应给滑块以初始速度；
3、给滑块(1)速度时要平稳，不应使滑块产生摆动；挡光框平面应与滑块运动方向一致，且其遮光边缘应与滑块运动方向垂直；
4、严格遵守物理天平的操作规则；
5、挡光框与滑块之间应固定牢固，防止碰撞时相对位置改变，影响测量精度。
六。考查题
1、动量守恒定律成立的条件是什么？实验操作中应如何保证之？
2、完全非弹性碰撞中，要求碰撞前后选用同一挡光框遮光有什么好处？实验操作中如何实现？
3、既然导轨已调平，为什么实验操作中还要用手扶住滑块(2)？手扶滑块时应注意什么？
4、滑块(2)距光电门(2)近些好还是远些好？两光电门间近些好还是远些好？为什么？
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