《動量守衡定律的驗證.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、動量守衡定律的驗證（講稿）何興實驗?zāi)康模?解氣墊導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)，學(xué)習(xí)使用光電計時器的使用。2證一維方向的動量守恒定律。3了解彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點。實驗儀器：1氣墊導(dǎo)軌2氣泵，3數(shù)字計時器，4電子天平。實驗原理：1、動量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律之一。它的內(nèi)容是指，對于相互作用的物體組成的力學(xué)系統(tǒng)，如果受到的合外力為零或可忽略不計（相對內(nèi)力），則系統(tǒng)總動量保持不變，即ΣmiVi=恒矢量若在某方向上受到的合外力為零或可不計，則系統(tǒng)在該方向上動量的分量之和保持不變，即ΣmiVi=恒量本次實驗將驗證上述規(guī)律。2、在氣墊導(dǎo)軌上驗證動量守恒

2、定律讓兩滑塊在水平放置的氣墊運動且發(fā)生碰撞，由于滑塊與導(dǎo)軌之間隔有一層空氣，因而滑塊運動過程受到的空氣阻力很小，外力的作用可忽略不計。方便起見，實驗中我們總是用一運動的滑塊對心碰撞另一靜止的滑塊。對于彈性碰撞我們在兩滑塊碰撞面裝有彈性良好的碰簧，設(shè)運動的滑塊質(zhì)量為m1，碰前運動速度為V10，碰后速度為V1，靜止的滑塊質(zhì)量為m2，被碰后的速度為V2，如果m1×V10＝m1×V1＋m2×V2則在氣墊導(dǎo)軌上驗證了動量守恒定律。對于完全非彈性碰撞我們在兩滑塊碰撞面裝有橡皮泥，當(dāng)滑塊碰撞后會粘合一起，設(shè)運動的滑塊質(zhì)量為m1，碰前運動速度為V10，碰

3、后速度為V1，靜止的滑塊質(zhì)量為m2，被碰后的速度為也為V1，如果m1×V10＝（m1＋m2）×V1則在氣墊導(dǎo)軌上驗證了動量守恒定律。對于滑塊碰撞，如果1/2(m1×V210)＝1/2(m1×V21＋m2×V22)則碰撞過程動能保持不變，即動能守恒。理論上可以證明彈性碰撞動能守恒，非彈性碰撞動能不守恒。實驗內(nèi)容：1、實驗系統(tǒng)的設(shè)置和調(diào)試1在滑塊上安裝好碰簧和壓上橡皮泥，測定三個滑塊的質(zhì)量m1、m2、m3；測量擋光片的寬度。2調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的水平?？梢源蜷_氣泵，把一個滑塊放在兩光電門中間，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌升降螺釘，使滑塊能靜止。（為什么不采用書上介紹方

4、法？）1電腦通用計數(shù)器的設(shè)置。先給儀器通電，按功能鍵設(shè)置碰撞功能，按轉(zhuǎn)換鍵3秒輸入擋光片寬度，再設(shè)置顯示單位。分清楚光電門P1、P2位置，和P1.2、P2.1表示速度的意義。2練習(xí)滑塊的發(fā)射和停止操作。根據(jù)儀器特點和人的反映快慢，我們發(fā)射滑塊的速度要控制在50cm/s以內(nèi)，太快易使滑塊沖出導(dǎo)軌掉到地下，砸壞滑塊；太慢，空氣的粘滯阻力影響明顯。一手發(fā)射滑塊時，另一只手應(yīng)該運動到導(dǎo)軌的另一端，隨時準(zhǔn)備停住過來的滑塊，這樣?；瑝K操作比較從容些。學(xué)習(xí)測量速度大小。2、利用彈性碰撞驗證動量守恒定律。按照原理所述實驗中在兩光電門之間的滑塊碰撞前應(yīng)是靜

5、止的，每一種情況重復(fù)5次。1我們首先取相等的滑塊m1、m2做彈性碰撞，將碰撞測量的相關(guān)數(shù)據(jù)m、V記錄到數(shù)據(jù)表中。然后我們?nèi)〔幌嗟鹊幕瑝Km1、m3做彈性碰撞，將碰撞測量的相關(guān)數(shù)據(jù)m、V記錄到數(shù)據(jù)表中。注意實驗中是用較大的滑塊碰較小的滑塊（為什么？）1完全非彈性碰撞驗證動量守恒定律。讓兩滑塊有橡皮泥的面對面，碰撞時一定要粘合不分離。按照上面方法測量等質(zhì)量和不等質(zhì)量情況下完全非彈性碰撞的相關(guān)數(shù)據(jù)m、V并做好記錄。實驗數(shù)據(jù)及處理：1、計算機excel處理數(shù)據(jù)程序的編寫。2、為了方便起見，下面我們在數(shù)據(jù)處理中計算的都是碰撞前后的動量之比P(=碰后動

6、量之和/之后動量)和動能之比R(=碰后動能之和/之后動能量)。如果∣P―1∣?0.05我們可以認(rèn)為動量守恒,如果∣R―1∣?0.05我們可以認(rèn)為動能守恒。（或者∣P―1∣?3δp∣R―1∣?3δR）m1＝？g、m2＝、？gm3＝？g、L=?cm。1彈性碰撞（1）等質(zhì)量m1＝m2次序12345V10V1V2PR平均P＝；平均R＝；平均e＝；∣P―1∣=；∣R―1∣＝；δp＝；實驗結(jié)論：（2）不等質(zhì)量m3>m2次序12345V30V3V2PR平均P＝；平均R＝；平均e＝；∣P―1∣=；∣R―1∣＝；δp＝；實驗結(jié)論：1完全非彈性碰撞（1）等質(zhì)

7、量m1＝m2次序12345V10V1PR平均P＝；平均R＝；平均e＝；∣P―1∣=；∣R―1∣＝；δp＝；實驗結(jié)論：（2）不等質(zhì)量m3>m2次序12345V30V3PR平均P＝；平均R＝；平均e＝；∣P―1∣=；∣R―1∣＝；δp＝；實驗結(jié)論：注意事項：1本次實驗特別要注意的是儀器的安全，要仔細(xì)觀察老師示范，按照要求發(fā)射和停止運動滑塊，不許盲目操作，損壞儀器。2不做實驗氣泵要停電，延長儀器使用壽命。導(dǎo)軌未通氣，滑塊不許在其上運功，防止摩壞導(dǎo)軌。思考題：1、某同學(xué)在動量守恒定律驗證實驗中，計算P（=兩滑塊碰后動量之和/兩滑塊碰前動量之和）都

8、比1大。分析原因可能是（）。計數(shù)器的單位設(shè)置錯了，（B）導(dǎo)軌不水平，（C）發(fā)射速度偏大，（D）發(fā)射速度偏大，（E）擋光片寬度設(shè)置不對，（F）擋光片平面與滑塊運動不平行。2、用等質(zhì)量的兩滑塊做完