动量守恒定律实验过程

验证公式及其推导过程

在实验中，我们要验证的是方程：m1·OP=m1·OM +m2·ON是否成立。下面，将改公式进行以下推导：

让质量较大的小球m1从斜槽上滚下，与放在斜槽末端的质量较小的小球m2发生正碰，碰前m1的入射速度为υ1，两球总动量为m1υ1.碰撞后，入射小球m1的速度为υ1′，被碰小球m2的速度为υ2′，两球总动量为队m1υ1′+m2υ2′，根据动量守恒定律，应有

m1υ1=m1υ1+m2υ2

如果测出两球的质量m1和m2及两球在碰撞前后的速度υ1、υ1′、υ2′，代入上式，就可以验证动量是否守恒。

用天平可测出两球质量m1、m2；

用平抛运动知识可以测出其速度。因它们下落的高度相同，故飞行时间相同，设为t，则它们飞行的水平距离s=υt，在图中有

OP=υ1t……①

OM＝υ1′t……②

ON＝υ2′t……③

如果实验中测得的m1、m2，OP、OM、ON满足关系

m1·OP=m1·OM +m2·ON

把①②③代入上式后消去t可得到mυ1= m1υ1′+ m2υ2′

小结及结论

公式m1·OP=m1·OM +m2·ON与动量守恒定律的公式mυ1= m1υ1′+ m2υ2′是等效的。如果验证了m1·OP=m1·OM +m2·ON是成立的，就验证了动量守恒定律表达式是成立的。

验证动量守恒定律实验操作步骤

（1）要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，使小支柱与槽口间距离等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。

（2）在地面上铺好复写纸，在复写纸上铺上白纸，铺好后不能移动。

（3）选择入射小球与被撞小球。应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。

（4）先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上某一高度处滚下，重复10次，用尽可能小的圆把所有小球落点圈在里面，圆心P（如图所示）就是小球落点的平均位置，用刻度尺测量OP数值。

（5）把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从原来的高度滚下，使它们发生碰撞，重复10次，用上述方法找出碰后入射球平均落点位置M和被碰小球平均落点位置N，用刻度尺分别测量OM与ON的数值。

（6）处理数据。

动量守恒定律实验注意事项

（1）先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上某一高度处滚下，重复10次，用尽可能小的圆把所有小球落点圈在里面，圆心P（如图所示）就是小球落点的平均位置；

（2）把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从原来的高度滚下，使它们发生碰撞，重复10次，用上述方法找出碰后入射球平均落点位置M和被碰小球平均落点位置N；

（3）要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，使小支柱与槽口间距离等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上；

（4）应使入射小球的质量大于被碰小球的质量；

（5）应使入射小球每次从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一挡板，使小球靠着挡板，然后释放小球；

（6）白纸铺好后不能移动。