验证动量守恒定律杨赞国.doc

山东理工大学物理实验报告实验名称: 验证动量守恒定律姓名: 实验者学号: (必填) 时间代码: (必填) 验序号: (必填) 院系: (必填) 专业: (必填) 级. 班: (必填) 教师签名: 仪器与用具: 气垫导轨、通用电脑计时测速仪、气源、滑块两个( 分别安装有挡光片、缓冲弹簧、尼龙搭)、光电门(两个)等实验目的: 1 、学****掌握气垫导轨和通用电脑计时测速仪的使用; 2、验证弹性碰撞和非弹性碰撞过程中动量守恒; 3 、研究碰撞过程中机械能变化规律。注意:实验报告要书写规范、完整,内容包括实验名称、实验者基本信息、实验仪器与用具、实验目的、实验原理、实验内容与步骤、数据记录与处理、实验结论与分析、思考题、注意事项等。【实验原理】设两滑块的质量分别为 1m 和2m ,碰撞前的速度分别为 v和v,相碰后的速度分别为 v和v。根据动量守恒定律,有 mv+mv=mv+mv(1) 令P =mv +mv, P=m v +mv,有△p=P-P=0(2) ρ=|△p/P× 100%| =0(3) s =[Σ(ρ-ρ)/( N-1 )] 测出两滑块的质量和碰撞前后的速度,就可验证碰撞过程中动量是否守恒。实验分弹性碰撞和非弹性碰撞两种情况进行。 1 .弹性碰撞在两滑块的相碰端装上缓冲弹簧,于是它们相碰可视为弹性碰撞。碰撞过程中两滑块系统的动量和动能均守恒。 222 211 220 2 210 12 12 12 12 1vmvmvmvm???(4) 由( 1)和( 4)可得 21 10 1 20 212 21 20 2 10 2112)( 2)(mm vmvmmv mm vmvmmv?????????(5) 令2m 在碰撞前静止,即 0 20?v ,上式可简化为 21 10 12 21 10 2112 )(mm vmv mm vmmv?????(6) (1)若两个滑块质量相等, m=m=m,则 v=0,v =v,即两个滑块将彼此交换速度。(2 )若两相撞的物体质量不相等, 21mm?,21mm?,二者相碰后 m 将反向运动,速度为负值。如果 12mm ??, 预****分课堂分报告分总成绩则10 1vv??,0 2?v ,实验时,可让一滑块( m)和导轨有缓冲弹簧( m)的一头相撞。(3)若两个滑块质量不相等, 21mm?,两滑块相碰后,二者沿相同的速度方向(与 10v 方向相同)运动。 2 .完全非弹性碰撞将两滑块上的缓冲弹簧取掉。在滑块的相碰端装上尼龙搭扣。相碰后尼龙搭扣将两滑块扣在一起,具有同一运动速度, 即v=v=v,令 v=0,则( 1)式可以简化为 mv=(m+m)v(7) 得10 21 1vmm mv??(8) 当21mm?时, 102 1vv?,即两滑块扣在一起后,质量增加一倍,速度为原来的一半。本实验就是通过验证( 2)、(3)、(4)公式的正确性来验证动量守恒和机械能守恒定律。【实验内容及步骤】调节气垫导轨至水平。将光电门指针之间的距离调节为 50cm 。将计数器功能开关设定在“碰撞”位置并设测量参量为测速。调节天平,称出两滑块的质量 m和m。 (1 )使两滑块装有缓冲弹簧的两端相对放在气垫导轨上。则滑块相碰时,由于缓冲弹簧发生弹性形变后恢复原状,在碰撞前后,系统的机械能近似保持不变。(2 )将两个滑块分置两光电门的外侧,分别轻推两滑块使之以