《用气垫导轨验证动量守恒定律》

用气垫导轨考证动量守恒定律一、实验目的1．察看弹性碰撞和完整非弹性碰撞现象。2．考证碰撞过程中动量守恒和机械能守恒定律。二、实验仪器气垫导轨全套，计时计数测速仪，物理天平。三、实验原理设两滑块的质量分别为m1和m2，碰撞前的速度为v10和v20，相碰后的速度为v1和v2。依据动量守恒定律，有m1v10m2v20m1v1m2v2（1）测出两滑块的质量和碰撞前后的速度，便可考证碰撞过程中动量能否守恒。此中v10和v20是在两个光电门处的刹时速度，即x/t，t越小此刹时速度越正确。在实验里我们以挡光片的宽度为x，挡光片经过光电门的时间为t，即有v10x/t1,v20x/t2。实验分两种状况进行：1．弹性碰撞两滑块的相碰端装有缓冲弹簧，它们的碰撞能够当作是弹性碰撞。在碰撞过程中除了动量守恒外，它们的动能完整没有损失，也恪守机械能守恒定律，有1m1v1021m2v2021m1v121m2v22（2）22221）若两个滑块质量相等，m1=m2=m，且令m2碰撞前静止，即v20=0。则由（1）、（2）获得v1=0，v2=v10即两个滑块将相互互换速度。（2）若两个滑块质量不相等，m1m2，仍令v20=0，则有m1v10m1v1m2v2及1mv21mv21mv22110211222可得vm1m2v10，v22m1v1m1m2m1m210当m1m2时，两滑块相碰后，两者沿同样的速度方向（与v同样）运动；当m1m210时，两者相碰后运动的速度方向相反，m1将反向，速度应为负值。2．完整非弹性碰撞将两滑块上的缓冲弹簧取去。在滑块的相碰端装上尼龙扣。相碰后尼龙扣将两滑块扣在一同，拥有同一运动速度，即1v2v仍令v200v则有m1v10(m1m2)v因此vm1v10m2m1当m2=m1时，v1v10。即两滑块扣在一同后，质量增添一倍，速度为本来的一半。2四、实验内容及步骤1.安装好光电门，光电门指针之间的距离约为50cm。导轨通气后，调理导轨水平，使滑块作匀速直线运动。计数器处于正常工作状态，设定挡光片宽度为

1.0厘米，功能设定在“碰撞”地点。调理天平，称出两滑块的质量

m1和

m2。2.完整非弹性碰撞（1）在两滑块的相碰端布置有尼龙扣，碰撞后两滑块粘在一同运动，因动量守恒，即m1v10(m1m2)v(2)在碰撞前，将一个滑块（比如质量为m2）放在两光电门中间，使它静止（v200），将另一个滑块（比如质量为m1）放在导轨的一端，轻轻将它推向m2滑块，记录v10。(3)两滑块相碰后，它们粘在一同以速度v向前运动，记录挡光片经过光电门的速度v。按上述步骤重复数次，计算碰撞前后的动量，考证能否守恒。3.弹性碰撞在两滑块的相碰端有缓冲弹簧，当滑块相碰时，因为缓冲弹簧发生弹性形变后恢还原状，在碰撞前后，系统的机械能近似保持不变。仍设v200，则有m1v10m1v1m2v2参照“完整非弹性碰撞”的操作方法。重复数次，数据记录于表中。五、数据记录与办理1、完整非弹性碰撞数据表m1gm2gv200碰前碰后百分差次v10k0m1v10v(cm/s)k(m1m2)vk0k数cm/sgcm/sE100%k0gcm/s123452．弹性碰撞数据表m1gm2gv200次碰前碰后数v10cm/sk0m1v10gcm/sv1cm/sv2cm/sk2m2v2k1m1v1gcm/sgcm/s12345六、实验结论在偏差同意范围内，系统在合外力为零的状况下动量守恒。七、实验心得此次实验固然曲折和困难颇多，但收获却许多。第一，对计算机Word文档有