最后更新: 2024-12-14 21:42 查看: 415 次反馈能力测评会员8.2元/月赞助

试验：验证动量守恒

一、实验原理
在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1′、v2′，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后动量是否相等.

二、实验方案及实验过程
案例一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
1.实验器材
气垫导轨、数字计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等.
2.实验过程
(1)测质量：用天平测出滑块的质量.
(2)安装：正确安装好气垫导轨，如图所示.

![图片](/uploads/2024-12/5af7c6.jpg)
 
 (3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前、后的速度.
(4)改变条件，重复实验：
①改变滑块的质量；
②改变滑块的初速度大小和方向.
(5)验证：一维碰撞中的动量守恒.

3.数据处理
(1)滑块速度的测量：v＝$\Delta x / \Delta t$   ，式中Δx为滑块上挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间.
(2)验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.

案例二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
1.实验器材
斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、铅垂线等.
2.实验过程
(1)测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球.
(2)安装：按照如图甲所示安装实验装置.调整固定斜槽
使斜槽底端水平.
(3)铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好.
记下铅垂线所指的位置O.
 ![图片](/uploads/2024-12/850807.jpg)
 
 (4)放球找点：不放被撞小球，每次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的小球落点圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置.
(5)碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度(同步骤(4)中的高度)自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次.用步骤(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N，如图乙所示.
 ![图片](/uploads/2024-12/874cc0.jpg)
 
 (6)验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度.
将测量数据填入表中，最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立.
(7)整理：将实验器材放回原处.
3.数据处理
验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.

三、注意事项
1.前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”.
2.案例提醒
(1)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨

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