实验：验证动量守恒定律杨振宁一、课前阅读:学生阅读课文P226验证动量守恒定律。二、预习提问:预习过程中讨论解决以下思考题:1、验证碰撞中的动量守恒，需要验证什么关系式？2、该实验中为什么要使两个小球在空中“水平对心碰撞”？实现了“水平对心碰撞”时，球的落点是怎样的？采用水平对心碰撞后，验证动量守恒，变成验证什么关系式？测量哪些量？3、固定斜槽时应注意什么？怎样判定槽口是否水平？被碰小球和入射小球的质量应满足什么关系？为什么需要这样？4、为什么小球每次都要从同一点滚下，怎样保证每次从同一点滚下？5、入射小球的射程、被碰小球的射程分别是多少？如何表示？起点、终点分别在什么位置？6、点O的位置怎样确定？点P、M、N的位置怎样确定？什么是“落点的平均位置”？7、地面上铺几层纸？依什么次序？在实验过程中纸能否移动？8、如果用小支柱，把被碰小球放在小支柱上，调节支柱位置的高度的标准是什么？验证公式变为什么?三、课上内容:（一）实验目的：验证动量守恒定律（二）实验装置：复写纸入射小球被碰小球白纸（三）实验器材斜槽、两个大小相同但质量不同的小球、天平、刻度尺、白纸、复写纸、游标卡尺(四)实验步骤：1、用天平称出两个小球的质量m1、m2，用游标卡尺测出小球的半径r0。(不同实验器材可能不需要才测量半径)2、将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线是水平的，被碰小球放在斜槽前边的小支柱上，调节实验装置，使两球相平碰是埏于同一高度，以保证它们碰撞后的速度方向都在同一条水平直线上。3、在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，当小球落在复写纸上时，便在白纸上留下了球落地的痕迹，以便记录小球飞出的水平距离，在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示碰撞时小球的球心在纸上的垂直投影。4、先不放上被碰小球，让入射小球（m大的）从斜槽上某一高度滚下，重复10次，用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置。5、把被碰小球放在支柱上，让入射小球从原来的高度流下，使它们发生正碰，重复实验10次，用同样的方法标出碰撞后入射小球落点的平均位置和被碰小球落点的平均位置。6、过ON在纸上作一条直线，在直线ON上取OO′=2r，用刻度尺测量线段OM、OP、O′N的长度用小球飞行的时间做时间单位，则OP的长等于入射小球在碰撞前的速度v1，OM长等于入射小球碰撞后的速度v1′，O′N的长度等于被碰小球碰撞后的速度v2′。（五）数据分析在验证动量守恒，只须将两个小球的质量m1、m2和相应的速度的数值代入下式中看等式是否成立？(六)实验注意事项：(1)斜槽末端必须_________；(2)入射球质量必须_______被碰球质量；(3)入射球每次都应从斜槽上______________________滚下；(4)实验中，实验装置、记录的白纸的位置必须___________；(5)小球平抛的水平距离必须取其_____________进行测量.四、课堂练习:1．在做碰撞中的动量守恒实验时，必须测量的物理量是（）A.入射小球和被碰小球的质量B.入射小球从静止释放时的高度C.入射小球未碰撞时飞出的水平距离D.入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平距离2．在“碰撞中的动量守恒实验”中，实验必须要求的条件（）A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.入射小球每次都要从同一高度滚下D.碰撞的瞬间，入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行3.（2000年高考题）某同学用图7－40（甲）所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图甲中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上垂直投影点。B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。图7－40甲乙（1）碰撞后B球的水平射程应取为cm。（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：（填选项号）。A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C．测量A球或B球的直径D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）E．测量G点相对于水平槽面的高度五、课后作业1、如图所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可