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关于探究动量守恒定律的实验目的,你了解多少?

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1、《验证动量守恒定律》实验目的:1.验证小球碰撞前后动量守恒;2.学会调整使用碰撞实验仪器,使其满足一维碰撞条件。

2、实验原理:利用图4-1的装置验证碰撞中的动量守恒,让一个质量较大的球从斜槽上滚下来,跟放在斜槽末端小支柱上的另一个质量较小的球发生碰撞,两球均做平抛运动。

3、由于下落高度相同,从而导致飞行时间相等,我们用它们平抛射程的大小代替其速度。

4、小球的质量可以测出,速度也可间接地知道,如满足动量守恒式m1v1=m1v1'+m2v2',则可验证动量守恒定律。

5、进一步分析可以知道,如果一个质量为m1,速度为v1的球与另一个质量为m2,速度为v2的球相碰撞,碰撞后两球的速度分别为v1′和v2′,则由动量守恒定律有:若碰撞为弹性碰撞,则又有:综合以上两式,考虑到被碰小球原来的速度等于零,故可以得到以下的结果:,v1′为入射小球碰后的速度,由其表达式可以明显地看出,若m1<m2,v1′将为负值,即入射小球被弹回,这将给实验造成很大的误,所以在实验前一定要强调m1大于m2。

6、另外,本实验采用J2135型碰撞实验器,可以将原来较复杂的实验简化,从动量守恒公式看,实验必须要测小球碰撞前后的速度,但由于两球做平抛运动时下落的高度是相等的,故可用碰撞前后两球做平抛运动的水平位移关系来代替它们水平速度之间的关系。

7、因此只要测出各球的水平位移,就可以来验证碰撞中的动量守恒。

8、实验器材:两个小球(大小相等,质量不等)、斜槽、重锤线、白纸、复写纸、天平、游标卡尺、刻度尺、圆规实验步骤:①用天平分别称出两个小球的质量m1和m2;②按图4-1安装好斜槽,注意使其末端切线水平,并在地面适当的位置放上白纸和复写纸,并在白纸上记下重锤线所指的位置O点,参考图4-4;③首先在不放被碰小球的前提下,让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下,重复数次,便可在复写纸上打出多个点,用圆规作出尽可能小的圆,将这些点包括在圆内,则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点(图4-2);④将被碰小球放在支柱上,适当调节使得两小球相碰时处于同一水平高度,使入射小球与被碰小球能发生正碰;⑤让入射小球由某一定高度从静止开始滚下,重复数次,使两球相碰,按照步骤③的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N;⑥过ON在纸上做一条直线,在直线上取OO′=2r,O′点就是被碰小球的球心在纸上的垂直投影点,测出OM、OP、O′N的长度;⑦将数据代入下列公式,验证公式两边数值是否相等(在实验误允许的范围内):m1·OD=m1·OM+m2·O′N认真学习。

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