气垫导轨上野动量守恒定律冶验证的误差分析

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1、气垫导轨上野动量守恒定律冶验证的误差分析ErrorAnalysisof"theLawofConservationofMomentum"ValidationinAirCushionGuide王会峰WANGHui-feng(湖北科技学院电子与信息工程学院，咸宁437100)(SchoolofElectronicsandInformationEngineering,HubeiUniversityofScienceandTechnology,Xianning437100，China)摘要院由于气垫导轨提供了低阻力环境并且采用了高精度的光电计时装置,从而不仅有效的减少了试验的

2、误差，并且还能够做许多运动学和动力学的试验。由于其能够对多种运动情况下的动量传递进行研究，因此，通常选择它来验证动量守恒定律的试验。但是，在以往实验教学中发现，该实验的误差非常大，通过木文研究发现距离对实验结果的影响并不是很大，质量越大实验结果的标准偏差越大，在非完全弹性碰撞中速度的最佳范围是50cm/s-60cm/s。Abstract:Aircushionguideprovidesalowresistanceenvironmentandusesthephotoelectrictimingdevicewithhighaccuracy,whichnotonlyeffe

3、ctivelyreducetheexperimentalerror,testandalsocandoalotofkinematicsanddynamics.Duetoitsabilitytostudyavarietyofmovementofthemomentumtransfer,therefore,itisoftenchosetoverifythelawofconservationofmomentum.However,wefoundinpreviousexperimentalteaching,theexperimentalerrorisverylarge.Thisp

4、aperfoundthattheeffectofdistanceontheexperimentalresultsisnotgreatthroughthisstudy,thestandarddeviationoftheexperimentalresultsismorelargewiththemorequality,andtheperfectelasticofspeedinnon-perfectlyelasticcollisionisbetweenthe50cm/s-60cm/s.关键词院气垫导轨；动量守恒；误差Keywords:aircushionguide；cons

5、ervationofmomentum；error中图分类号院0313.2文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)10-0312-020引言测量值与真值之差异称为误差，物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。本文通过对气垫导轨上“动量守恒定律”验证的误差分析，得出距离对实验结果的影响并不是很大，质量越人实验结果的标准偏差越人，在非完全弹性碰撞中速度的最佳范围是50cm/s-60cm/s。1实验仪器2实验

6、原理当在水平导轨上，两个滑块沿着直线做对心碰撞时，如果对滑块运动过程中受到的粘滞性阻力和空气阻力忽略不计，那么，在水平方向上，两个滑块除了受到彼此相互作用的内力外，不受其它任何力的作用。因此，两滑块的总动量在碰撞前后根据动量守恒定律是保持不变的。3实验内容3.1非完全弹性碰撞ml=m2=123.60g,m3=242.90g,ml撞击m2,m2碰撞前是静止的，即v20=03.2完全弹性碰撞m忆1=m忆2=133.60g,m忆3=252.90g3.3完全非弹性碰撞m义1=m义2=133.85g,m义3=253.15g4实验结果与分析通过对以上实验结果的分析，可以直观的看

7、到：首先，距离对实验结果的影响并不是很大；其次，质量对实验结果的影响是很人的，不难看出质量越大实验结果的标准偏差越大；最后，速度对实验结果的影响要分为什么性质的碰撞，在非完全弹性碰撞中速度的最佳范围是50cm/s-60cm/s。5问题与讨论通常在调节水平的吋候，往往对忽略不计摩擦力和空气阻力做出说明，但是在实际的碰撞试验中，试验结果是会受到阻力的一定影响的。通常不断的对旋钮进行调节以达到速度相等的情况，是为了使得从左向右的滑块经过两个光电门的速度能够大致相等，即用“人为水平”抵消了运动过程中的摩擦力从而有效减小了误差。实际上，达到这个效果后，气轨会发生略微的倾斜