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(v
2=0),用滑块1以初速度v
1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t
1和碰后通过光电门的遮光时间t
2.
(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v
1=
,及碰后两者的共同速度,其表达式为v=
;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 |
v1/ms-1 | v/ms-1 | v2/ms-1 | v/ms-1 | m1v1 | m2v2 | (m1+m2)v |
1 | 0.290 | 0.184 | | 0.184 | | | |
2 | 0.426 | 0.269 | | 0.269 | | | |
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、t
1、t
2、L表示).