《人教版高中物理选修探究实验：研究非弹性碰撞（电磁打点计时器）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修探究实验：研究非弹性碰撞（电磁打点计时器）（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、更多教学资源下载用电磁打点计时器研究非弹性碰撞【非弹性碰撞实验原理】两物体发生非弹性碰撞时，如果动量守恒，则有：若被碰物m2静止，且碰后分离，则有： （1）若被碰物m2静止，且碰后粘合在一起运动，则 （2）如果在碰撞前后相等时间内匀速运动的位移分别为S1、S1、S2或S。则（1）、（2）两式分别为 （3） （4）只要（3）、（4）式被实验验证，则动量守恒定律被验证。比较与的大小就可证明碰撞中动能是否守恒。【仪器和器材】电磁打点计时器（J0203型）两台，学生电源（J1202型），两辆小车（车轮带有深约1毫米的凹槽，可骑在钢丝导轨上），等距的三轨导轨一付（见图2311，其中导轨钢丝直径约2毫米）
2、，配重砝码（100克或200克）若干个，纸带，天平（托盘天平或学生天平），橡皮锤，橡皮泥，楔形板，直尺。图2311【实验方法】1用天平称出两小车的质量。把导轨放在桌面上。旋动蝴蝶螺帽，使紧贴着支承板的钢丝轨道张紧。把楔形木板放在导轨支承板下，使导轨倾斜到轻推一下放在上面的小车就能使其做匀速运动。2把两个小车都放在轨道1、2上，小车（）放在导轨中部，在其右端贴少量橡皮泥。在小车（）上固定纸带，使纸带穿过打点计时器，并使其停在打点计时器附近，理直纸带，如图2311所示。启动电源，让打点计时器工作。用橡皮锤沿与轨道平行的方向向左敲击小车（），使它运动后与小车（）相碰，然后粘合在一起运动。断开电源。图
3、23113取下纸带。在反映粘合运动前后的两段点迹中各取相等数量的点迹（反映刚粘合时的点迹除外），用直尺量出这两部分点迹间的总长S1和S（见图2312）。填好下表，比较粘合前后系统的动量是否相等。实验次数小车质量（）m1（千克）小车质量（）m2（千克）粘合前位移s1（米）粘合后位s（米）粘合前系统动量m1s1/t（千克米/秒）粘合后系统动量（m1+m2）s/t（千克米/秒）1234重复步骤2和3，换上新纸带，加砝码以改变小车（）、（）的质量，再做两次。图23135把小车（）固定一条纸带后放在轨道2、3的中部，并让纸带穿过打点计时器，如示意图2313。在小车（）上靠轨道2一侧固定一段长约1厘米左右
4、的弹簧（或一圈簧片），并在小车（）上放几个砝码，使它的总质量约为小车（）的23倍。把小车（）移在打点计时器附近。接通两个打点计时器的电源，用橡皮锤敲击小车（），使它向车（）运动并与车（）碰撞。当车（）运动至轨道末端，立即断开两打点计时器电源。图23146取下纸带。分别在小车（）的纸带上碰撞前后的点迹中及小车（）的纸带的点迹中取相同数量的点迹。分别测出这些点迹间的总长度S1、S1和S2（如图2314）。填好下表，比较两车碰撞前后的总动量是否相等。换上新纸带，加砝码改变两车质量（要保证m1m2）。重复步骤4，再做两次进行验证。实验次数小车质量（）m1（千克）小车质量（）m2（千克）碰前车（）位移s
5、1（米）碰后车（）位s1（米）碰后车（）位s2（米）碰前系统动量m1s1/t（千克米/秒）碰后系统动量（m1s1+m2s2）/t（千克米/秒）123【注意事项】1使两车碰后粘合的方法很多。例如在车（）前端固定钢针（此时车（）尾端固定一软木块）；或在两车靠近端固定两把毛刷（如牙刷）。为使两车碰后分离，也可以在车（）或车（）相互靠近的一端固定一根横杆来实现。2使小车（）启动也可以用手操作。在启动计时器后，用手使小车稍向计时器移动，使纸带微微弯曲，然后突然左推一下小车。无论用锤敲击还是用手推动，都不可使车速过大，以免弄断纸带和使小车发生在竖直面内的摆动。3在步骤5的实验中，弹簧对两车的作用力沿导轨方向，只会引起两车沿导轨方向的动量发生变化。虽然弹簧对两车的作用力只作用于小车的一侧，没有通过小车的质心，但所产生的使小车绕质心转动的力矩将由导轨对车轮的侧压力的力矩来平衡，小车只会发生沿轨道方向的移动。在装置弹簧时，要尽量使弹簧轴线平行于导轨，并与小车重心在同一水平面内。 6 / 7
