实验六 碰撞实验.ppt

实验六
动量守恒和能量守恒定律的验证
实验目的
◆
种情况下,验证动量守恒定律;

中动能和势能的增减,验证系统的机
械能守恒;
仪器和用具
令气垫导轨、数字毫秒计、游标卡尺、
尼龙粘胶带、砝码、砝码盘、细线
实验原理
(一)动量守恒
如果系统不受外力或所受外力的矢量和为零,
则系统的总动量保持不变。这一结论称为动
量守恒定律,本实验研究两个滑块在水平气
垫上沿直线发生碰撞的情况,由于气垫导轨
的漂浮作用,滑块受到的摩擦阻力可忽略不
计。这样,当发生碰撞时,系统(即两个滑
块)仅受内力的相互作用,而在水平方向上
不受外力,系统的动量守恒
冷设如图所示,滑块1和2的质量分别为m1
和m2,碰撞前二滑块的速度分别为vo
和
20
碰撞后的速度分别为v1和v2,则
按动量守恒定律有
m110+m,V241+m、
B020
B
则根据动量守恒定律有
m1v10+m2v20=m11+m2v2
冷(1)若两个滑块质量相等,即m1=m2,且
v2=0,由公式(1)和(2),得到v1=0,
=V10,即两个滑块交换速度。
冷(2)若两个滑块的质量不相等,即m1≠m2,
仍令vo=0,由公式(1)得
0=mU1+m2U2
÷2、完全非弹性碰撞
如果两个滑块碰撞后不再分开,以同一速度
运动,我们把这种碰撞称为完全非弹性碰撞,
其特点是碰撞前后系统动量守恒,但动能不
守恒。为了实现完全非弹性碰撞,在两滑块
相碰端安装尼龙塔扣,则两滑块相碰时将通
过尼龙塔扣粘在一起
在这种碰撞中,由于v=V2=V,由公式(1)
可得
m,Uo+m,D2o=(m+m,)u
(3)
解之得,
m,,U +m.
m1+m2
故当v20=0,且m1=m2时,有
D
(二)机械能守恒
在外力不做功、内力只是保守力(例如重力、
弹性力等)的条件下,一个系统的动能和势
能可以相互转化,但其总和保持不变,这个
结论简称为机械能守恒定律。