师：好，同学们，我们今天来复习验证动量守恒定律。这个实验本身难度不大。首先思考一个问题，什么是验证性实验？在高中阶段，实验分为两种，一种是验证性实验，比如今天要复习的验证动量守恒，还有之前学过的验证机械能守恒；另一种是探究性实验，像探究质量、加速度和合力的关系。验证性实验，是指对研究对象有了一定了解，形成了某种认识或提出假说后，为验证其正确性而进行的实验。

　　在复习验证动量守恒定律这个实验时，我们已经能够应用动量守恒定律解决问题，且所构建的情境要满足系统动量守恒。验证性实验主要是测量一些物理量。带着这个问题，我们来复习实验的原理与操作。

　　本实验目的很明确，就是研究验证一维碰撞中的动量守恒。刚才讲过，主要测量质量和速度，测出两个物体的质量以及碰撞前后的速度，算出碰撞前后的总动量，验证是否守恒。前提是要保证系统动量守恒，由于研究碰撞问题，一般碰撞时内力远大于外力，碰撞瞬间动量通常是守恒的。

　　接下来看实验方案。第一个是质量的测量，常用天平测量。那么如何测量速度呢？大家思考一下，高中阶段有哪些测量速度的方法？基于此，我们设计了以下方案：

　　方案一：用气电导轨和光电计时器。将甲乙两个滑块放在气垫导轨上，让乙滑块静止，甲滑块获得速度。调节气垫导轨水平，小滑块会做匀速直线运动。甲经过第一个光电门，光电计时器测出其速度，与乙碰撞后，乙经过第二个光电门，测出乙的速度，甲反弹经过光电门测出甲反弹的速度。

　　方案二：用单摆实验。测速度利用机械能守恒，拉起一定角度，保持乙球静止，甲球拉起一个角度与乙正碰，注意要正碰，且摆线长度相同。设绳长为(l)，角度为(\theta)，根据(mgl(1 - \cos\theta)=\frac{1}{2}mv^{2})，可求出甲的速度(v)，即测出(\theta)和摆长(l)就能求出速度。同理，乙撞后获得速度(v_{2}')，荡起一个角度，甲也会产生新角度，测量三个角度就可算出撞前撞后的动量。

　　方案三：利用打点计时器测速度，这是教材常用方法。在长木板上，要保证物体做匀速直线运动，长木板需平衡摩擦力，这点与探究质量、加速度和力的实验一致。此装置要在同一条纸带上分析，所以是一个非弹性碰撞，中间可加橡皮泥或用锁定装置，让(a)和(b)撞后成为一个整体。某次测量的纸带，我们要判断撞前撞后，撞前速度大于撞后速度，因为撞后质量变大速度变小。这边是撞前，求出几段的平均速度；这边是撞后，有个瞬间产生的速度数据不能选取，要选点距均衡的纸带段分析。

　　方案四：利用平抛运动测速度，这是常考实验。实验器材有入射小球、被撞小球、带水平槽的斜槽、白纸、复写纸、重锤。

　　步骤如下：

　　按图安装实验装置，调整固定斜槽，使斜槽底端水平，可将被撞小球放在斜槽上，若它既不向前也不向后滚动，说明斜槽底端水平。白纸在下，复写纸在上铺放好，记下重垂线所指位置(O)。

　　不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复(10)次，用圆规画尽量小的圆，把所有小球落点圈在里面，圆心就是小球落点平均位置，此为研究撞前动量。

　　把被撞小球放在末端，重复上述步骤，同样做(10)次，找到平均位置。(P)点位置反映撞前，(N)点是撞后被撞小球位置，(M)点是撞后入射小球位置。

　　在这个实验中，由于两小球都做平抛运动，水平方向匀速直线运动，下落高度相同，时间一样，根据(x = vt)，时间相同，位移与速度成正比，所以只需测量(OM)、(OP)、(ON)的距离，最终验证(m_{1}OP = m_{1}OM + m_{2}ON)这个表达式在误差允许范围内是否成立，最后整理实验器材放回原处。

　　下面通过一个题目来加深对方案(4)的理解。设置的装置与刚才讲的一样，两个半径相同的小球，确保是一维碰撞。(a)球从斜槽上某固定位置由静止开始落下，落到水平地面，记录纸上留下痕迹，重复操作(10)次。再把(b)球放在斜槽靠近末端处，让(a)球仍从该位置由静止滚下与(b)球碰撞后落下，记录各自落点痕迹，得到三个落点，连接落点与(O)点。

　　问题一：如何求(b)球的水平射程？对于落点，选最小的圆，偏差过大的落点舍弃，圈出集中区域的最小圆，找到圆心，读出对应读数(64.7)厘米。

　　问题二：在以下(4)个选项中，本次实验必须测量的是哪些？

　　A. 水平槽上未放(b)球时，(a)球落点的位置到(O)点的距离。

　　B. (a)球与(b)球碰撞后，(a)、(b)两球落点的位置到(O)点的距离。

　　C. 两个球的质量。

　　D. (O)点相对于水平槽的高度。

　　答案是(ABC)，因为在这个实验中，只需要测量水平位移就可反映速度，不需要测量高度来求速度，所以(D)不需要测量。

　　验证动量守恒，测量出未放(b)球时(a)球落点位置到(O)的距离为(X_{A})，碰撞后(A)、(B)两球落点位置到(O)点的距离分别为(X_{A}')和(X_{B}')，已知两球半径均为(r)，通过(m_{A}X_{A} = m_{A}X_{A}' + m_{B}X_{B}')即可验证。

　　下面看实验常见的考察点——数据处理和误差分析。在本实验中，误差主要有系统误差和偶然误差。