动量守恒与机械能守恒

1、动量守恒与机械能守恒一、实验目的1熟悉和掌握气垫导轨和CS-Z智能数字测时器的使用。结合实验的分析，明确动量守恒和机械能守恒定律适用的条件，在力学系统中，验证这两个重要定律。二、实验仪器气垫导轨，cs-z智能数字测时器、滑块、小桶和重物。三、实验原理在力学系统中，如果系统所受外力为零，物体系的总动量保持不变。将两滑块分别放在水平气轨上，并让他们相互碰撞，此时，两滑块组成的力学系统所受合外力为零，根据动量守恒定律，有mv+mv=mv+mV11221122式中，v,v,v,v分别表示质量为m及m的两滑块碰撞前后的速度。1212122为了测量方便，实验中让质量较小的铝滑块开始处于静止状态，即v=0，

2、1给质量较大的滑块一初速度，则在完全弹性碰撞时，有mv=mv+mv大2小1大2在完全非弹性碰撞时，有mv=Cm+m大2小大12式中，v为两滑块碰撞后的共同速度。12对于机械能守恒的研究，用如图（1）所示的力学系统，在忽略导轨与滑块间摩擦力的情况下，除重力外，其它力不做功。系统机械能守恒。若滑块B的质量为m，砝码（包括砝码盘）A的质量为，当砝码盘下降一段距离s时，砝码A势能的减小：AE=mgsPA1滑块B势能的增加:AE=mgssinaPB滑块B动能的增加：AE=（12）mv2-（12）mv2KB21砝码A动能的增加：AE=（1/2）mKA1211应用机械能守恒定律，有AE=AE+AE+AEPA

3、PBKAKB3）mgs=mgsint+】(m+m)V2】(m+m)V2121211因此，只要测量滑块、砝码质量及滑块在各种运动状态下的速度，即可对上述两四、实验步骤导轨通气后，擦拭导轨和滑块，检查计时器是否灵敏可靠，调节导轨至水平。调节两光电门之间的距离为6080cm左右，将两滑块置于导轨上，且使滑块上的弹性环相对，把小滑块置于两光电门之间，让它静止不动。大滑块放在导轨一端用手轻轻的推一下，给一个速度，使它与静止的小滑块作完全弹性碰撞，分别记下大滑块上的遮光板经过第一、第二个光电门的速度v,v及小滑块上的22遮光板经过第二个光电门的速度，照此法重复3次。1在调节螺丝下垫上1.5cm的垫块使导轨

4、倾斜，调节两光电门之间的距离s=60.00cm，将砝码盘和滑块按上图所示力学系统连接。在小桶里面加入重物，测量其质量。将滑块放在远离滑轮的导轨的一端，并使其由静止开始运动，分别记下滑块上的遮光板经过第一个光电门的时间t和1经过第一个光电门的时间t，照此方法重复3次。2关闭智能数字测时器，将各仪器整理复原。五、实验数据处理1.完全弹性碰撞滑块质量：m二0.31900kgm二0.23525kg大小测量次数t/ms2t/mstjms2v/（m/s）123测量次数v7(m,：s)vr/(m/s)碰前动量m大v/Cgms-i)碰后动量CmV+m大V”Cgms-i)1232.完全非弹性碰撞测量次数t/mstv/msv/(m/s)123测量次数vv/(m/s)碰前动量m大vjigms-i)碰后动量(m+m大1v/(gms-1)1233.机械能守恒的研究滑块质量m=0.23525kg砝码质量m1=0.02016kgS=60cmsina=0.01875测量次数t/msrt/ms2v/(m/s)测量次数完全弹性碰撞百分差完全非弹性碰撞百分差机械能百分差123六、误差分析1.气垫导轨未调