文档介绍：.实验名称:碰撞过程中守恒定律的研究实验日期:实验人:实验目的:利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况,验证动量守恒和能量守恒定律。定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。同时通过实验还可提高误差分析的能力。实验仪器和使用:实验仪器:主要有气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等。,近似无摩擦的力学实验装置。导轨由优质三角铝合金管制成,长约 2m,斜面宽度约 7cm,管腔约 ,一端密封,一端通入压缩空气。铝管向上的两个外表面钻有许多喷气小孔,压缩空气进入管腔后,从小孔喷出。导轨的一端装有滑轮,导轨的二端装有缓冲弹簧,整个导轨安装在工字梁上,梁下有三个支脚,调节支脚螺丝使气垫保持水平。。光电门安装在气轨上,时间由数字毫秒计或电脑计时器测量。。要求气源有气流量大、供气稳定、噪音小、能连续工作的特点,一般实验室采用小型气源,气垫导轨的进气口用橡皮管和气源相连,进入导轨内的压缩空气,由导轨表面上的小孔喷出,从而托浮起滑块,。:如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零,则该力学系统总动量守恒或在某方向上守恒,即mivi=恒量(1)实验中用两个质量分别为m1、m2的滑块来碰撞(-1),若忽略气流阻力,根据动量守恒有m1v10m2v20m1v1m2v2(2)对于完全弹性碰撞,要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器,我们可用钢圈作完全弹性碰撞器;对于完全非弹性碰撞,碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰;一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等,无论哪种碰撞面,必须保证是对心碰撞。当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时,忽略气流阻力,且不受他任何水平方向外力的影响,因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。由于滑块作一维运动,式(2)中矢'..量 v 可改成标量 ,的方向由正负号决定,若与所选取的坐标轴方向相同则取正号,反之,则取负号。,动能也守恒,即m1v10m2v20m1v1m2v2(3)1/2m1v1021/2m2v2021/2m1v121/2m2v22(4)由(3)、(4)两式可解得碰撞后的速度为(m1m2)v102m2v20(5)v1m1m2(m2m1)v202m1v10(6)v2m1m2'..如果v20=0,则有(m1m2)v10(7)v1m2m12m1v10(8)v2m2m1p0p1动量损失率为△p/p0=p0=m1v10(m1v1m2v2)(9)m1v10能量损失率为△E/E0=E0E1(10),二滑块粘在一起以10同一速度运动,即为完全非弹性碰撞。在完全非弹性碰撞中,系统动量守恒,动能不守恒。m1v10m2v20(m1m2)v(11)在实验中,让v20=0,则有m1v10(m1m2)v(12)m1v10(13)v=m2m1动量损失率:△p/p0=1-(m1m2)v(14)m1v10动能损失率:△E/E0=m2(15),碰撞后,一部分机械能将转变为其他形式的能量,机械能守恒在此情况已不适用