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课件网) 1.4 实验：验证动量守恒定律 单击此处添加副标题 汇报人姓名 一、实验目的 验证碰撞中的动量守恒。 二、实验原理 在一维碰撞(碰撞前后物体都在同一直线上运动)的情况下,令两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前的速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1'、v2',如果速度的方向与设定的坐标轴的正方向一致,取正值,反之则取负值。测出m1、m2,v1、v2,v1'、v2',若m1v1+m2v2= ,那么碰撞中动量守恒。 m1v1'+m2v2' 实验方案设计方案一：用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞实验装置如图所示： (1)质量的测量：用天平测量质量． (2)速度的测量：利用公式v＝Δt(Δx)，式中Δx为滑块(挡光片)的宽度，Δt为计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门时对应的时间． (3)利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量． (4)实验方法． ①用细线将弹簧压缩，放置于两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧弹开，两个滑块随即向相反方向运动(图甲)． ②在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(图乙)，可以得到能量损失很小的碰撞． ③在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个滑块连成一体运动(图丙)，这样可以得到能量损失很大的碰撞． 实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧、细线、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等． 实验步骤：不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：1．用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2.2．安装实验装置．3．使物体发生一维碰撞．4．测量或读出碰撞前后相关的物理量，计算对应的速度．5．改变碰撞条件，重复步骤3、4.6．进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的“不变量”．7．整理器材，结束实验． 数据处理：将实验中测得的物理量填入下表，填表时需注意物体碰撞后运动的速度与原来的方向相反的情况． 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 速度 v1 v2 v1′ v2′ mv mv2 m/v 误差分析：1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：(1)碰撞是否为一维碰撞．(2)实验中是否合理控制实验条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡摩擦力．2．偶然误差：主要来源于对质量m和速度v的测量． 实验方案设计方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 [实验中物理量的测量] 如图所示,质量较大的小球从斜槽上固定位置滚下来,跟放在斜槽末端的另一质量较小的球发生碰撞后都做 运动。由平抛运动知识可知,各小球落地的 相等。这样如果用小球的飞行时间作时间单位, 那么小球飞出的 在数值上就等于它的水平速度。因此,只要分别测出两小球的质量m1、m2和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离OP,以及入射小球与被小球碰撞后在空中飞出的水平距离OM和ON,若在实验误差允许的范围内m1OP= ,就验证了小球组成的系统碰撞前后总动量守恒。 平抛 时间 水平距离 m1OM+m2ON 实验器材：斜槽、铅垂线、大小相等而质量不等的小球两个、白纸、复写纸、刻度尺、圆规、三角板、天平。 实验步骤：(1)用 测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。 (2)按照图所示,安装实验装置。调整固定斜槽,应使斜槽末端 ,即在水平槽上放置小球,小球能够保持静止,说明槽口末端水平。 (3)在水平地面上适当位置铺放白纸,在白纸上铺放复写纸,记下 所指的位置O。 (4)不放被碰小球,让入射小球从斜槽上某固定高度滚下,重复10次。用尽可能小的 把所有的小球落点圈在里面,_____ P就是小球落点的平均位置。 天平 水平 铅垂线 圆 圆心 (5)把被碰小球放在斜槽末端,让入射小球从 高度滚下,使它们发生碰撞 ... ...
