用气垫导轨验证动量守恒定律

用气垫导轨验证动量守恒定律实验目的1．熟悉气垫导轨的构造和调整使用方法；2．掌握用光电计装置测量速度、加速度；3．验证碰撞过程中动量守恒定律；4．观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象。实验仪器气垫导轨装置数字毫秒计电子秤气垫导轨装置原理图气垫导轨挡光片滑块压缩空气数字毫秒计两种∆𝒙规格：1cm，3cm功能设定到“碰撞”读出∆𝑡挡光片𝑣=∆𝑥∆𝑡电子秤测出滑块质量𝒎𝟏和𝒎𝟐实验原理svva2212212,xxvvtt122222111()2xastt实验原理2211202101vmvmvmvm22211220210121212121vmvmvmvm2210111vmmmmv22101122vmmmv2200vvmm(vmvm)12010122200v10211vmmmv𝑒=𝑣2−𝑣1𝑣10−𝑣20实验内容1.仪器的调整2.完全弹性碰撞3.完全非弹性碰撞仪器的调整调节气垫导轨水平A.粗调：（静态调节）使滑块在导轨上保持不动或稍微左右摆动L光电门气垫导轨滑块两点注意：1.滑块由静止释放；2.滑块应放在导轨中部B.细调：（动态验证）将滑块从导轨左端轻推一下，测其通过电门的时间Δt1、Δt2，调节底脚螺丝，使二者尽量接近；又从右端推一下滑块，测出挡光时间Δt1′和Δt2′，同样调节使二者尽量接近，直至Δt1和Δt2，Δt1′和Δt2′之间的相对差异小于2％，则可认为导轨的水平已调好。（注意：最好取3.00cm的挡光片）完全弹性碰撞•取带有缓冲弹簧的两滑块称出其质量𝒎𝟏和𝒎𝟐，并将𝒎𝟐放在两光电门中间，使其静止(𝒗𝟐𝟎=𝟎)，滑块𝒎𝟏放在导轨一端，将其轻轻推向𝒎𝟐，记下𝒎𝟏经过光电门I时的时间间隔∆𝒕𝟏𝟎。两滑块相碰后，𝒎𝟏以速度𝒗𝟏、𝒎𝟐以速度𝒗𝟐向前运动。记下滑块𝒎𝟐与𝒎𝟏经过光电门Ⅱ时的时间∆𝒕𝟐和∆𝒕𝟏(注意在滑块𝒎𝟐与𝒎𝟏经过光电门Ⅱ后，应使其静止于轨端)，计算出对应的速度。重复上述测量3～5次。•从以上各次测量结果计算碰撞前后的动量及二者之比值，求各比值的平均值，验证碰撞前后的动量是否守恒。完全非弹性碰撞•保持气垫导轨水平，带有缓冲弹簧的两滑块称出其质量𝒎𝟏和𝒎𝟐。将𝒎𝟐静止于两光电门之间。•将𝒎𝟏放在导轨一端轻轻推动去碰撞𝒎𝟐，当𝒎𝟏通过光电门I记录∆𝒕𝟏𝟎。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Ⅱ的时间∆𝒕𝟏。重复上述测量3～5次。•计算各次碰撞前后的速度、动量及其比值，求出比值的平均值，验证动量守恒。一、完全弹性碰撞：动量守恒，动能守恒2211202101mmmm14211020vvevv21v212111202101vmvmvmvmC210122122111212121vmvmvmEk数据记录二、完全非弹性碰撞：碰撞后两个物体粘在一起运动的碰撞，即v1=v22211202101mmmm动量守恒，动能不守恒)(21202101mmmm211020vvevv21v212111202101vmvmvmvmC210122122111212121vmvmvmEk二、完全弹性碰撞：动量守恒，动能守恒2211202101mmmm16211020vvevv21v212111202101vmvmvmvmC210122122111212121vmvmvmEk思考题1.使用气垫导轨要注意哪些问题，如何调平气垫导轨?2.如何选择挡光片的距离Δ𝑥？过大或过小对速度的测量各有什么影响?