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    (物理實驗報告)驗證動量守恒定律 楊贊國.doc

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    山東理工大學物理實驗報告 預習分 課堂分 報告分 總成績 實驗名稱: 驗證動量守恒定律 姓名: 實驗者 學號:(必填) 時間代碼: (必填) 驗序號: (必填) 院系: (必填) 專業: (必填) 級.班: (必填) 教師簽名: 儀器與用具:氣墊導軌、通用電腦計時測速儀、氣源、滑塊兩個(分別安裝有擋光片、緩沖彈簧、尼龍搭)、 光電門(兩個)等 實驗目的: 1、學習掌握氣墊導軌和通用電腦計時測速儀的使用; 2、驗證彈性碰撞和非彈性碰撞過程中動量守恒; 3、研究碰撞過程中機械能變化規律。 注意:實驗報告要書寫規范、完整,內容包括實驗名稱、實驗者基本信息、實驗儀器與用具、實驗目的、實驗原理、實驗內容與步驟、數據記錄與處理、實驗結論與分析、思考題、注意事項等。 【實驗原理】 設兩滑塊的質量分別為和,碰撞前的速度分別為v10和v20,相碰后的速度分別為v1和v2。根據動量守恒定律,有 m1v10 + m2v20 = m1v1 + m2v2 (1) 令P0=m1v10+m2v20, P=m1v1+m2v2,有 △p = P - P0 = 0 (2) ρ = |△p / P0 ×100%| = 0 (3) s = [Σ(ρi-ρ平均)2 /(N-1)]1/2 測出兩滑塊的質量和碰撞前后的速度,就可驗證碰撞過程中動量是否守恒。 實驗分彈性碰撞和非彈性碰撞兩種情況進行。 1.彈性碰撞 在兩滑塊的相碰端裝上緩沖彈簧,于是它們相碰可視為彈性碰撞。碰撞過程中兩滑塊系統的動量和動能均守恒。 (4) 由(1)和(4)可得 (5) 令在碰撞前靜止,即,上式可簡化為 (6) (1)若兩個滑塊質量相等,m1 = m2 = m,則v1 = 0,v2 =v10 ,即兩個滑塊將彼此交換速度。 (2)若兩相撞的物體質量不相等,,,二者相碰后m1將反向運動,速度為負值。如果,則,,實驗時,可讓一滑塊(m1)和導軌有緩沖彈簧(m2)的一頭相撞。 (3)若兩個滑塊質量不相等,,兩滑塊相碰后,二者沿相同的速度方向(與方向相同)運動。 2.完全非彈性碰撞 將兩滑塊上的緩沖彈簧取掉。在滑塊的相碰端裝上尼龍搭扣。相碰后尼龍搭扣將兩滑塊扣在一起,具有同一運動速度,即v1 = v2 = v,令v20 = 0,則(1)式可以簡化為 m1v10 = (m1 + m2)v    (7) 得        (8) 當時,,即兩滑塊扣在一起后,質量增加一倍,速度為原來的一半。 本實驗就是通過驗證(2)、(3)、(4)公式的正確性來驗證動量守恒和機械能守恒定律。 【實驗內容及步驟】 調節氣墊導軌至水平。將光電門指針之間的距離調節為50cm。將計數器功能開關設定在“碰撞”位置并設測量參量為測速。調節天平,稱出兩滑塊的質量m1和m2。 1.彈性碰撞 (1)使兩滑塊裝有緩沖彈簧的兩端相對放在氣墊導軌上。則滑塊相碰時,由于緩沖彈簧發生彈性形變后恢復原狀,在碰撞前后,系統的機械能近似保持不變。 (2)將兩個滑塊分置兩光電門的外側,分別輕推兩滑塊使之以任意的速度相向運動,在兩光電門之間某位置發生彈性碰撞后,兩滑塊相向或者同向運動再經過光電門。記錄兩滑塊碰撞前后經過光電門時的速度(擋光片通過光電門的速度)v10、v20、v1、v2入表1。 (3)上述步驟重復9次,計算碰撞前后滑塊系統的動量和動能,驗證動量和機械能是否守恒。 2.完全非彈性碰撞 (1)使兩滑塊裝有尼龍搭的兩端相對放在氣墊導軌上,則兩滑塊相碰后,由兩尼龍搭粘結在一起運動。 (2)將兩個滑塊放在兩光電門右側,m2在左,m1在右。輕推m2使之以v20向左運動,再輕推m1使之以v10向左運動,使m1在兩光電門之間追上m2。m1與m2發生碰撞后粘在一起以速度向前運動。記錄碰撞前后兩塊的速度v20、v10、v入表2。 (3)上述步驟重復9次,計算碰撞前后滑塊系統的動量和動能,驗證動量和機械能是否守恒。 【數據記錄和處理】 (1)彈性碰撞數據表(表1)。

    文檔評論(0)

    小雁子
    該用戶很懶,什么也沒介紹

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