實驗六驗證動量守恒定律

1、實驗六 驗證動量守恒定律實驗目的 1用觀察法研究彈性碰撞和非彈性碰撞的特點。 2驗證動量守恒定律。實驗儀器 氣墊導軌及附件，氣源，電腦通用計數(shù)器。實驗原理 動量守恒定律指出：如果系統(tǒng)所受的合外力在某個方向上的分量為零，則該系統(tǒng)在該方向上的總動量保持守恒。本實驗中，以放置在水平氣墊導軌上的兩個滑塊為系統(tǒng)因水平方向不受外力，兩滑塊相碰前后的總動量應保持不變。 設(shè)兩滑塊的質(zhì)量分別為m 和m ，相碰前的速度分別為v和v，相碰后的速度分別v和v ，則 m v + m v = m v + m v （61） 可見，只要測出兩個滑塊相碰前后的速度，稱出兩個滑塊的質(zhì)量，就可按此式驗證動量守恒定律。1112222

2、1112212本實驗分下述兩種情況進行驗證。1.彈性碰撞。在兩滑塊的相碰端裝上彈簧片，二者碰撞可看作是彈性碰撞。（1）設(shè)兩個滑塊的質(zhì)量相等，即m = m ，并令滑塊2靜止不動（即v =0），滑塊1以速度v 經(jīng)光電門 G 與滑塊2相碰（即v =v ），這時可測出v = v , v =0,即兩滑塊速度交換。（2）如果兩滑塊的質(zhì)量不等，仍令v=0,滑塊1以速度v 與m 相撞，則式（61）變?yōu)?m v = m v + m v （62） 1111111222221122112完全非彈性碰撞。 在滑塊的相碰端安裝尼龍搭扣，兩滑塊相碰后可連在一起運動，這就實現(xiàn)了完全非彈性碰撞。 （1）設(shè)兩滑塊質(zhì)量相等，即m

3、 = m ，且令v =0，v =v ，碰撞后，v = v =v 。則由式（61）有 v =v/2 （63）如果v 和v 都不是零，但方向一致，則有V +v =2 v (64） （2）設(shè)兩滑塊質(zhì)量不等，且v =0，v =v ，由式（61）得 m v =（m +m ）v （65）1111111122222212實驗內(nèi)容1.接通光電計時系統(tǒng)，功能置計時（s），調(diào)整氣墊導軌水平。 2.在兩滑塊上安裝相同寬度的U型檔光片，計時器功能置碰撞（s）。用橡皮泥搭配使兩滑塊質(zhì)量相等，并記錄其質(zhì)量m。12 3將滑塊按圖6l所示放置，使滑塊2靜止。給滑塊1以一定的初速度（其速度可由光電門G測出），兩滑塊碰撞后，滑塊

4、2以速度v 滑行而m靜止（v可由光電門G測出）。觀察測出的兩個速度是否相等，重復10次。 4在滑塊1上分別加100 g、200 g、300g的砝碼，按照圖61放置滑塊，并使滑塊2靜止。給滑塊1初速度v（由G 測定），碰撞后，滑塊2以 v 滑過G ，滑塊1以 v 滑過G ，v 和 v 都由G 測定，各重復10次。 5把彈簧片換成尼龍搭扣，按照圖61放置滑塊，在滑塊1上分別加質(zhì)量為 100 g、200 g、300 g的砝碼。在v = 0的情況下給滑塊1一個初速度，使兩滑塊碰撞，記錄v 和v （j=110）。11122222221ij1ij1ij2ij2ij11ijij數(shù)據(jù)處理 1由實驗內(nèi)容4中的測量數(shù)據(jù)計算可得 = v , = v , = v 將每組數(shù)據(jù)代入式（62）進行計算，驗證碰撞前后的動量是否守恒。 2由實驗內(nèi)容5中的測量數(shù)據(jù)計算可得 = v ， = v 把它們代入式（63）和（65）進行計算，驗證碰撞前后的動量是否守恒。vi 11011ijij1011011011011iv1ij2iv2ijiv11iv1ij1 思考題 為了檢驗系