在学习了"实验:探究碰撞中的不变量"的实验后,得出了动量守恒定律,反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。
实验过程:
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作 。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m 1、m 2。
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态( =0),用滑块1以初速度 与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间 和碰后通过光电门的遮光时间 。
(6)先根据以上所测数据计算滑块1碰撞前的速度,其表达式为 = ,及碰后两者的共同速度,其表达式为 = ;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。
根据实验数据完成表格内容:(表中计算结果保留三位有效数字)
m 1="0.324kg " m 2="0.181kg " L=1.00×10 -3m
次 数 |
滑块1 |
滑块2 |
碰前系统动量kgms -1 |
碰后系统动量kgms -1 |
|||
/ms -1 |
/ms -1 |
/ms -1 |
/ms -1 |
|
|
( + ) |
|
1 |
0.290 |
0.184 |
0 |
0.184 |
0 |
||
2 |
0.426 |
0.269 |
0 |
0.269 |
0 |
||
实验结论: |
(7)若要证明上述碰撞是非弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 (用上面所测物理量的符号即m 1、m 2、 、 、L表示)。