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实验验证动量守恒定律.docx

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实验验证动量守恒定律.docx

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放好后,在试验过程中不能移动白纸.
5.数据处理及误差分析
(1)应多次进行碰撞,两球的落地点均要通过取平均位置来确定,以减小偶然误差.
(2)在试验过程中,使斜槽末端切线水平和两球发生正碰,否则两小球在碰后难以作平抛运动.
(3)适当选择挡球板的位置,使入射小球的释放点稍高.
说明:入射球的释放点越高,两球相碰时作用力越大,动量守恒的误差越小,且被干脆测量的数值OM、0IP、0N越大,因而测量的误差越小.
一.目的要求
1.用对心碰撞特例检验动量守恒定律;
2.了解动量守恒和动能守恒的条件;
3.娴熟地运用气垫导轨及数字毫秒计。
二.原理
1.验证动量守恒定律










动量守恒定律指出:若一个物体系所受合外力为零,则物体的总动量保持不变;若物体系所受合外力在某个方向的重量为零,则此物体系的总动量在该方向的重量守恒。
设在平直导轨上,两个滑块作对心碰撞,若忽视空气阻力,则在水平方向上就满意动量守恒定律成立的条件,即碰撞前后的总动量保持不变。
m1u1+m2u2=m1v1+m2v2() 其中,u
1、u2和v
1、v2分别为滑块m
1、m2在碰撞前后的速度。若分别测出式()中各量,且等式左右两边相等,则动量守恒定律得以验证。
2.碰撞后的动能损失
只要满意动量守恒定律成立的条件,不论弹性碰撞还是非弹性碰撞,总动量都将守恒。但对动能在碰撞过程中是否守恒,还将与碰撞的性质有关。碰撞的性质通常用复原系数e表达:
e=v2-v1() u1-u
2式()中,v2-v1为两物体碰撞后相互分别的相对速度,u1-u2则为碰撞前彼此接近的相对速度。










(1)若相互碰撞的物体为弹性材料,碰撞后物体的形变得以完全复原,则物体系的总动能不变,碰撞后两物体的相对速度等于碰撞前两物体的相对速度,即v2-v1=u1-u2,于是e=1,这类碰撞称为完全弹性碰撞。
(2)若碰撞物体具有肯定的塑性,碰撞后尚有部分形变残留,则物体系的总动能有所损耗,转变为其他形式的能量,碰撞后两物体的相对速度小于碰撞前的相对速度,即0<v2-v1<u1-u2于是,0<e<1,这类碰撞称为非弹性碰撞。
(3)碰撞后两物体的相对速度为零,即v2-v1=0或v2=v1ºv,两物体粘在一起以后以相同速度接着运动,此时e=0,物体系的总动能损失最大,这类碰撞称为完全非弹性碰撞,它是非弹性碰撞的一种特别状况。
三类碰撞过程中总动量均守恒,但总动能却有不怜悯况。由式()和()可求碰撞后的动能损失 DEk=(1/2)m1m21-e2(u1-u2)/(m1+m2) 。①对于完全弹性碰撞,因2()










e=1,故DEk=0,即无动能损失,或曰动能守恒。②对于完全非弹性碰撞,因e=0,故:DEkºDEkM,即,动能损失最大。③对于非完全弹性碰撞,因0<e<1,故动能损失介于二者之间,即:0<DEk<DEkM。
=m2ºm,且u2=0的特定条件下,两滑块的对心碰撞。
(1)对完全弹性碰撞,e=1,式()和