大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》[1]-推荐下载

v10
3
参照“完全非弹性碰撞”的操作方法。 重复数次，数据记录于表中。
五、数据记录与处理
1、 完全非弹性碰撞数据表
m1 248.750g
次 v10 数 cm / s
1 73.48
2 75.47
3 75.70
4 71.43
5 60.98
6 58.10
7 54.98
8 56.02
9 57.68
2．弹性碰撞数据表
m1v10 m2v20 m1v1 m2v2
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。其中 v10 和
v20 是在两个光电门处的瞬时速度，即x/t，t 越小此瞬时速度越准确。在实验里我们以
挡光片的宽度为x，挡光片通过光电门的时间为t，即有 v10 x / t1 , v20 x / t2 。
用气垫导轨验证动量守恒定律
一、实验目的
1．观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象。 2．验证碰撞过程中动量守恒和机械能守恒定律。
二、实验仪器
气垫导轨全套，计时计数测速仪，物理天平。
三、实验原理
设两滑块的质量分别为 m1 和 m2，碰撞前的速度为 v10 和 v20 ，相碰后的速度为 v1 和 v2 。
根据动量守恒定律，有
17768.212
15168.775
14452.375
13676.275
13934.975
14198.65
碰前
k0 m1v10 gcm / s
18372.675 16760.775 12867.838 26462.025 14362.825 18330.388 14206.112 22310.388 19648.762 19648.762
(4) 按上述步骤重复数次，计算碰撞前后的动量，验证是否守恒。
3.弹性碰撞
在两滑块的相碰端有缓冲弹簧，当滑块相碰时，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。仍设 v20 0 ，则有
m1v10 m1v1 m2v2
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力通根保1据护过生高管产中线工资0不艺料仅高试可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时各卷，类调需管控要路试在习验最题；大到对限位设度。备内在进来管行确路调保敷整机设使组过其高程在中1正资中常料，工试要况卷加下安强与全看过，25度并52工且22作尽护下可1关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，卷.编工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置，线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高，方中要案资求，料技编试术5写、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高调、动敷中试电作设资高气，技料中课并术3试资件且、中卷料中拒管包试试调绝路含验卷试动敷线方技作设槽案术，技、以来术管及避架系免等统不多启必项动要方方高式案中，；资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资，中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置，作调合并试理且技利进术用行，管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵：导活在。。分对对线于于盒调差处试动，过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调，问试应题技采，术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行，变隔需压开要器处在组理事在；前发同掌生一握内线图部槽纸故内资障，料时强、，电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料，试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采，相用要关高进技中行术资检资料查料试和，卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
1.安装好光电门，光电门指针之间的距离约为 50cm。导轨通气后，调节导轨水平，使滑块
作匀速直线运动。计数器处于正常工作状态，设定挡光片宽度为 1.0 厘米，功能设定在
“碰撞”位置。调节天平，称出两滑块的质量 m1 和 m2。
2.完全非弹性碰撞
（1）在两滑块的相碰端安置有尼龙扣，碰撞后两滑块粘在一起运动，因动量守恒，即
次
数
v10 cm / s
1 73.86 2 67.38 3 51.73 4 106.38 5 57.74 6 73.69 7 57.11 8 89.69 9 78.99 10 78.99
碰前
m1 248.750g
k0 m1v10 gcm / s
18278.50
18773.162
18830.375
实验分两种情况进行：
1． 弹性碰撞
两滑块的相碰端装有缓冲弹簧，它们的碰撞可以看成是弹性碰撞。在碰撞过程中除了
动量守恒外，它们的动能完全没有损失，也遵守机械能守恒定律，有
1 2
m1v120

1 2
m2
（1）若两个滑块质量相等，m1=m2=m，且令 m2 碰撞前静止，即 v20 =0。则由（1）、
（2）得到
(2)
m1v10 (m1 m2 )v
在碰撞前，将一个滑块（例如质量为 m2）放在两光电门中间，使它静止
（ v20 0 ），将另一个滑块（例如质量为 m1）放在导轨的一端，轻轻将它推向 m2 滑块，
记录 v10 。
v。
(3) 两滑块相碰后，它们粘在一起以速度 v 向前运动，记录挡光片通过光电门的速度
m2 180.730g
m2 180.730g
v(cm / s)
41.76 43.31 43.25 40.87 34.92 33.15 31.24 31.85 32.66
v1 cm / s
10.11 9.46 8.74 13.57 9.26 10.29 8.78 12.02 10.73 11.42
普通大学物理实验设计性实验报告
实验题目 用气垫导轨验证动量守恒定律
班 级： 物理学 2011 级（2）班
学 号：
姓 名：
指导教师：
2011433180
叶乃江
粟琼
凯里学院物理与电子工程学院 2013 年 6 月
1
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力通根保1据护过生高管产中线工资0不艺料仅高试可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时各卷，类调需管控要路试在习验最题；大到对限位设度。备内在进来管行确路调保敷整机设使组过其高程在中1正资中常料，工试要况卷加下安强与全看过，25度并52工且22作尽护下可1关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，卷.编工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置，线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高，方中要案资求，料技编试术5写、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高调、动敷中试电作设资高气，技料中课并术3试资件且、中卷料中拒管包试试调绝路含验卷试动敷线方技作设槽案术，技、以来术管及避架系免等统不多启必项动要方方高式案中，；资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资，中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置，作调合并试理且技利进术用行，管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵：导活在。。分对对线于于盒调差处试动，过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调，问试应题技采，术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行，变隔需压开要器处在组理事在；前发同掌生一握内线图部槽纸故内资障，料时强、，电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料，试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采，相用要关高进技中行术资检资料查料试和，卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力通根保1据护过生高管产中线工资0不艺料仅高试可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时各卷，类调需管控要路试在习验最题；大到对限位设度。备内在进来管行确路调保敷整机设使组过其高程在中1正资中常料，工试要况卷加下安强与全看过，25度并52工且22作尽护下可1关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，卷.编工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置，线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高，方中要案资求，料技编试术5写、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高调、动敷中试电作设资高气，技料中课并术3试资件且、中卷料中拒管包试试调绝路含验卷试动敷线方技作设槽案术，技、以来术管及避架系免等统不多启必项动要方方高式案中，；资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资，中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置，作调合并试理且技利进术用行，管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵：导活在。。分对对线于于盒调差处试动，过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调，问试应题技采，术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行，变隔需压开要器处在组理事在；前发同掌生一握内线图部槽纸故内资障，料时强、，电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料，试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采，相用要关高进技中行术资检资料查料试和，卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。


1 2
1 2
m1v12
m2

v2 = v10
v22
1 2
m2
v22
（1）
（Fra Baidu bibliotek）
2
可得
v1

m1 m1

m2 m2
v10
，
当 m1m2 时，两滑块相碰后，二者沿相同的速度方向（与 v10 相同）运动；当 m1 m2
时，二者相碰后运动的速度方向相反，m1 将反向，速度应为负值。 2． 完全非弹性碰撞
将两滑块上的缓冲弹簧取去。在滑块的相碰端装上尼龙扣。相碰后尼龙扣将两滑块扣
在一起，具有同一运动速度，即
当
v1 v2 v
则有
所以
m2=m1 时， v
四、实验内容及步骤

1 2
m1v10 ( m1 m2 )v
v

m1 m1 m2
v10
v2

2m1 m1 m2
仍令 v20 0
v10 。即两滑块扣在一起后，质量增加一倍，速度为原来的一半。
v1 =0，
即两个滑块将彼此交换速度。
（2）若两个滑块质量不相等， m1 m2 ，仍令 v20 =0，则有
及
1 2
m1v10 m1v1 m2v2
m1v120

1 2
v220
m1v12
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力通根保1据护过生高管产中线工资0不艺料仅高试可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时各卷，类调需管控要路试在习验最题；大到对限位设度。备内在进来管行确路调保敷整机设使组过其高程在中1正资中常料，工试要况卷加下安强与全看过，25度并52工且22作尽护下可1关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，卷.编工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置，线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高，方中要案资求，料技编试术5写、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高调、动敷中试电作设资高气，技料中课并术3试资件且、中卷料中拒管包试试调绝路含验卷试动敷线方技作设槽案术，技、以来术管及避架系免等统不多启必项动要方方高式案中，；资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资，中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置，作调合并试理且技利进术用行，管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵：导活在。。分对对线于于盒调差处试动，过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调，问试应题技采，术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行，变隔需压开要器处在组理事在；前发同掌生一握内线图部槽纸故内资障，料时强、，电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料，试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采，相用要关高进技中行术资检资料查料试和，卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。