实验六 验证动量守恒定律.ppt

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1、实验六验证动量守恒定律［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，则mv+mv=mv+mv（6—1）可见，只要测出两个滑块相碰前后的速度，称出两

2、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（6—1）变为mv=mv+mv（6—2）2．完全非弹性碰撞。在滑块的相碰端安装尼龙搭扣，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）

3、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（6—1）有v=v/2（6—3）如果v和v都不是零，但方向一致，则有V+v=2v(6－4）（2）设两滑块质量不等，且v=0，v=v，由式（6－1）得mv=（m+m）v（6－5）[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6－l所示放置，使滑块2静止。给滑块1以一定的初速度（其速度可由光电门G测出

4、），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100g、200g、300g的砝码，按照图6－1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6—1放置滑块，在滑块1上分别加质量为100g、200g、300g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=1–10）。「数据处理」1．由实验内容4

5、中的测量数据计算可得=∑v,=∑v,=∑v将每组数据代入式（6—2）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（6－3）和（6—5）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？