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第八章实验-验证动量守恒定律1


验证动量守恒定律
一、实验目的 二、实验原理 三、实验器材 四、实验装置 五、实验步骤 六、注意事项

利用平抛运动 验证动量守恒定律

实验器材
碰撞实验器(斜槽轨道、质 量不同而大小相同的两个小球)、 天平(附砝码)刻度尺、重垂线、 白纸、复写纸、圆规、铅笔等。

入射小球

实验装置
被碰小球 白纸

复写纸

实验原理
用两个大小相同但质量不等的小球 的碰撞来验证动量守恒定律,设两个小 球的质量为m1和m2 : 碰撞前的总动量: P=m1v1 碰撞后的总动量: P=m1 v1? +m2v2? 做平抛运动的小球下落高度相同, 飞行时间t 也就相同,它们飞行的水平 距离 S=vt与小球开始做平抛运动的水 平速度v成正比

如图所示,设小球下落的时间为t,则 OP =v1t (1) OM=v1? t (2) ON = v2?t (3) 如果实验测出m1、m2、OP、 OM、ON满足以下关系: m1OP=m1OM+m2ON
O
M P N

把(1)、(2)、(3)代入并消去t后即可看到: P=m1 v1? +m2v2?

实验步骤
1.用天平测出两个小球的质量m1、m2。 2.安装好实验装置,将斜槽固定在桌边,并使斜 槽末端点的切线水平。 3.在水平地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸。 4.在白纸上记下重锤线所指的位置O,它表示入 射球m1碰前的位置。 5.先不放被碰小球,让入射球从斜槽上同一高度 处由静止开始滚下,重复10次,用圆规作尽 可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心 就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。

? 6.把被碰小球放在斜槽前端边缘处,让入射小
球从原来的高度滚下,使他们发生碰撞,重复 实验10次。用同样的方法标出碰撞后入射小球 的落点的平均位置M和被碰小球的落点的平均 位置N。 ? 7.线段ON的长度是被碰小球飞出的水平距离; OM是碰撞后小球m1飞行的距离;OP则是不发 生碰撞时m1飞行的距离。 ? 8.用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度。 把两个小球的质量和相应的速度分别代入 m1OP= m1OM+ m2ON左右两侧,就可以验 证动量守恒定律是否成立。

注意事项
(1) 斜槽未端的切线要水平,以

保证小球作平抛运动; (2) 入射小球的质量要大于被碰 球的质量; (3) 入射球在斜槽轨道上的释放 点每次都相同; (4) 白纸铺好后不能移动。


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