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 欄目類別:知識點 >> 高中 >> 物理

實驗:驗證動量守恒定律

更新時間:2016/9/2 12:03:00  手機版

  實驗?zāi)康模?/p>

  研究在彈性碰撞的過程中,相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒。

  實驗原理:

  一個質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來,跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運動。由于兩小球下落的高度相同,所以它們的飛行時間相等,這樣如果用小球的飛行時間作時間單位,那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此,只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1、m2,和不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離s1,以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離s1'和s2',若m1s1在實驗誤差允許范圍內(nèi)與m1s1'+m2s2'相等,就驗證了兩小球碰撞前后總動量守恒。

  實驗器材:

  碰撞實驗器(斜槽、重錘線),兩個半徑相等而質(zhì)量不等的小球;白紙;復(fù)寫紙;天平和砝碼;刻度尺,游標卡尺(選用),圓規(guī)。

  實驗步驟:

  1、用天平測出兩個小球的質(zhì)量m1、m2。

  2、安裝好實驗裝置,將斜槽固定在桌邊,并使斜槽末端點的切線水平。

  3、在水平地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復(fù)寫紙。

  4、在白紙上記下重錘線所指的位置O,它表示入射球m1碰前的位置。

  5、先不放被碰小球,讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開始滾下,重復(fù)10次,用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面,圓心就是入射球不碰時的落地點的平均位置P。

  6、把被碰球放在小支柱上,調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時處于同一水平高度,確保入射球運動到軌道出口端時恰好與靶球接觸而發(fā)生正碰。

  7、再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾下,使兩球發(fā)生正碰,重復(fù)10次,仿步驟(5)求出入射小球的落點的平均位置M和被碰小球落點的平均位置N。

  8、過O、N作一直線,取OO'=2r(可用游標卡尺測出一個小球的直徑,也可用刻度尺測出緊靠在一起的兩小球球心間的距離),O'就是被碰小球碰撞時的球心豎直投影位置。

  9、用刻度尺量出線段OM、OP、O'N的長度。

  10、分別算出的值,看在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。

  注意事項:

  1、應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。

  2、要調(diào)節(jié)好實驗裝置,使固定在桌邊的斜槽末端點的切線水平,小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑,而且兩球相碰時處在同一高度,碰撞后的速度方向在同一直線上。

  3、每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下,可在斜槽上適當(dāng)高度處固定一檔板,使小球靠著擋板,然后釋放小球。

  4、白紙鋪好后不能移動。

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