实验六验证动量守恒定律

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1、实验六验证动量守恒定律Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望实验目的 1用观察法研究弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。 2验证动量守恒定律。实验仪器 气垫导轨及附件，气源，电脑通用计数器。实验原理 动量守恒定律指出：如果系统所受的合外力在某个方向上的分量为零，则该系统在该方向上的总动量保持守恒。本实验中，以放置在水平气垫导轨上的两个滑块为系统因水平方向不受外力，两滑块相碰前后的总动量应保持不变。 设两滑块的质量分别为m 和m ，相碰前的速度分别为v和v，相碰后的速度分别v和v ，

2、则 m v + m v = m v + m v （61） 可见，只要测出两个滑块相碰前后的速度，称出两个滑块的质量，就可按此式验证动量守恒定律。本实验分下述两种情况进行验证。1.弹性碰撞。在两滑块的相碰端装上弹簧片，二者碰撞可看作是弹性碰撞。（1）设两个滑块的质量相等，即m = m ，并令滑块2静止不动（即v =0），滑块1以速度v 经光电门 G 与滑块2相碰（即v =v ），这时可测出v = v , v =0,即两滑块速度交换。（2）如果两滑块的质量不等，仍令v=0,滑块1以速度v 与m 相撞，则式（61）变为 m v = m v + m v （62） 2完全非弹性碰撞。 在滑块的相碰端安装

3、尼龙搭扣，两滑块相碰后可连在一起运动，这就实现了完全非弹性碰撞。 （1）设两滑块质量相等，即m = m ，且令v =0，v =v ，碰撞后，v = v =v 。则由式（61）有 v =v/2 （63）如果v 和v 都不是零，但方向一致，则有V +v =2 v (64） （2）设两滑块质量不等，且v =0，v =v ，由式（61）得 m v =（m +m ）v （65）实验内容1.接通光电计时系统，功能置计时（s），调整气垫导轨水平。 2.在两滑块上安装相同宽度的U型档光片，计时器功能置碰撞（s）。用橡皮泥搭配使两滑块质量相等，并记录其质量m。3将滑块按图6l所示放置，使滑块2静止。给滑块1以一

4、定的初速度（其速度可由光电门G测出），两滑块碰撞后，滑块2以速度v 滑行而m静止（v可由光电门G测出）。观察测出的两个速度是否相等，重复10次。 4在滑块1上分别加100 g、200 g、300g的砝码，按照图61放置滑块，并使滑块2静止。给滑块1初速度v（由G 测定），碰撞后，滑块2以 v 滑过G ，滑块1以 v 滑过G ，v 和 v 都由G 测定，各重复10次。 5把弹簧片换成尼龙搭扣，按照图61放置滑块，在滑块1上分别加质量为 100 g、200 g、300 g的砝码。在v = 0的情况下给滑块1一个初速度，使两滑块碰撞，记录v 和v （j=110）。数据处理 1由实验内容4中的测量数据计算可得 = v , = v , = v 将每组数据代入式（62）进行计算，验证碰撞前后的动量是否守恒。 2由实验内容5中的测量数据计算可得 = v ， = v 把它们代入式（63）和（65）进行计算，验证碰撞前后的动量是否守恒。思考题为了检验系统在碰撞前后是否动量守恒，本实验在操作上是如何保证实验条件和减小测量不确定度？在进行完全非弹性碰撞时，碰撞前后使用同一个挡光片挡光有什么好处？