动量守恒与机械能守恒

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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。2.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1.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，有式中，分别表示质量为的两滑块碰撞前后的速度。2.为了测量方便，实验中让质量较小的

2、铝滑块开始处于静止状态，即，给质量较大的滑块一初速度，则在完全弹性碰撞时，有在完全非弹性碰撞时，有式中，为两滑块碰撞后的共同速度。3.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，则砝码A势能的减小：滑块B势能的增加：滑块B动能的增加：砝码A动能的增加：应用机械能守恒定律，有即（3）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

3、个定理进行研究。四、实验步骤1.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。2.调节两光电门之间的距离为60~80cm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及小滑块上的遮光板经过第二个光电门的速度，照此法重复3次。3.在调节螺丝下垫上1.5cm的垫块使导轨倾斜，调节两光电门之间的距离s=60.00

4、cm，将砝码盘和滑块按上图所示力学系统连接。4.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和经过第一个光电门的时间，照此方法重复3次。5.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：测量次数123测量次数碰前动量碰后动量1232.完全非弹性碰撞测量次数123测量次数碰前动量碰后动量1233.机械能守恒的研究滑块质量m=0.23525kg砝码质量m1=0.02016kgS=60cms

5、inα=0.01875测量次数123测量次数1234.误差百分比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.气垫导轨未调到完全水平，使实验存在误差。2.导轨存在一定的摩擦力，影响实验数据。3.滑块质量用电子秤称量，不够精确。4.推动物块时，物块没有完全做水平运动，使实验存在误差。