高中物理实验用气垫导轨验证动量守恒定律.doc

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实验用气垫导轨验证动量守恒定律
【实验目的】
1、了解、认识气垫导轨的工作原理及使用方法。
2、验证相互作用的物体在碰撞中动量守恒。
【实验原理】
1、原来静止的两个物体的相互作用：在气垫导轨上放两个滑块，在两个滑块上装上弹簧圈，并用线把两个滑块拴在一起，让弹簧圈发生一些形变，使它们静止，把拴滑块的线烧断，两个滑块随即向相反方向运动。忽略气垫导轨的摩擦，两个滑块，弹簧圈组成的系统合外力为零，动量守恒，即0=m1v1+m2v2.。
2、弹性碰撞：两个物体碰撞后能完全恢复形变，碰撞前后不但动量守恒而且动能保持不变，，这种碰撞叫做弹性碰撞，在气垫导轨上放两个滑块，在两个滑块碰撞端装上弹性圈，让一个滑块静止在导轨上，另一个去撞击它，同理，两个滑块组成的系统动量守恒，即m1v1=m1v1’+m2v2。
3、非弹性碰撞：两个物体碰撞后产生的形变不能恢复，碰撞前后动量守恒，而动能不守恒，有一部分动能转化为其他形式的能，如果物体在碰撞后合在一起，这时动能损失最大，这种碰撞叫做完全非弹性碰撞。
本实验中，把气垫导轨上两个滑块的碰撞端分别装上粘片，碰撞时两个滑块粘在一起发生非弹性碰撞，动量守恒，即m1v1=（m1+m2）v
实验器材：1、气垫导轨装置：导轨、滑块两个、挡光条两个、光电门四个、弹性圈两个、粘片两个、配重片若干。2、数字计时器两个，3、细线，4、
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火柴，5、天平、6、刻度尺，7、气源。
【实验步骤】
一、原来静止的物体相互作用：
安装好气垫导轨，将两个滑块并置于两个光电门之间。如图1
滑块1
滑块2
光电门
光电门
图1
接通气源，调节导轨底部的支脚螺丝，使气垫导轨水平，观察滑块使其稳定地漂浮在导轨上。
把栓滑块的线烧断，弹性圈弹开，两只滑块随即向相反的方向运动。
用数字计时器分别记下两个滑块通过光电门的时间。
用天平分别称出两个滑块的质量m1、m2，并记入表中。
分别计算m1v1、m2v2，以及m1v1+m2v2，看动量是否守恒。
二、弹性碰撞：
1、准备好两个滑块，滑块m1、 m2位置如图2。
2、接通气源调节底座螺丝使滑块2稳定地浮在导轨上。
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滑块1
滑块2
光电门
光电门
图2
3、给滑块1一个初速度，使它们发生碰撞。若m1 =m2 则碰撞后后两个滑块交换速度，若m1 >m2 则碰撞后m1 、m2一起向前运动，若