1.4 实验：验证动量守恒定律 （学生版） 2024-2025学年高二物理同步学与练（ 人教版2019选择性必修第一册）.pdf

1.4实验：验证动量守恒定律

01学习目标

物理素养学习目标

1.物理观念:通过实验用不同的方法探究碰童中的1.能依据已有知识合理设计实验方案。

动量守恒.2.能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实

2.科学思维:领会探究碰童动量守恒的基验数据，形成结论。

3.科学探究:能利用已有知识设计实验方案，完成对3.能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交

动量守恒定律的验证。流本实验的探究过程与结论。

4.科学态度与价值观:通过实验得到一维碰童中的4.坚持实事求是，在合作中既能坚持观点又能修正

动量守恒定律的表达式，体会物理学中的科学探究精错误。

神。培养实事求是的科学态度。

重点关注：①动量守恒定律②碰撞过程是一维碰撞

02思维导图

03知识梳理

（一）课前研读课本，梳理基础知识

一、实验思路

1．动量守恒定律的适用条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。

2．实验原理：由于发生碰撞时作用时间很短，内力远大于外力，因此碰撞满足动量守恒定律的条件。在

一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m、m，碰撞前的速度分别为v、v，碰撞后的速度分别为

1212

v′、v′，若系统所受合外力为零，则系统的动量守恒，则mv＋mv＝mv′＋mv′。

1211221122

二、方案1：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

1．实验装置：如图所示

实验器材：气垫导轨、数字计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮

泥、挡光片等。

2．物理量的测量

(1)质量的测量：用天平测量两滑块的质量m、m。

12

d

(2)速度的测量：v=，式中的d为滑块上挡光片的宽度，Δt为数字计时器显示的滑块上的挡光片经

Dt

过光电门的时间。

3．本实验研究以下几种情况

(1)选取两个质量不同的滑块，在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性

碰撞架(图1.4-2),滑块碰撞后随即分开。

(2)在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥(图1.4-3)，碰撞时撞

针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动。如果在两个滑块的碰撞端

分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连成一体。

(3)原来连在一起的两个物体，由于相互之间具有排斥的力而分开，

这也可视为一种碰撞。这种情况可以通过下面的方式实现。在两个滑块

间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块

固定。烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动(图

1.4-4)。。

4．实验步骤：(以上述3中第(1)种情况为例)

(1)安装气垫导轨，接通电源，给导轨通气，调节导轨水平。

(2)在滑块上安装好挡光片、弹性碰撞架、光电门等，测出两滑块的

质量m和m。

12

(3)用手拨动滑块使其在两数字计时器之间相碰。滑块反弹越过数字计时器之后，抓住滑块避免反复碰

撞。读出两滑块经过两数字计时器前后的4个时间。

(4)改变碰撞速度，或采用运动滑块撞击静止滑块等方式，分别读出多组数据，记入表格。

5．数据分析

在确保挡光片宽度d一致的前提下，可将验证动量守