一、实验原理
在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′,算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p′=m1v1′+m2v2′,看碰撞前后动量是否相等。
二、实验器材
斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线。
三、实验步骤
(1)用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。
(2)按照如图甲所示安装实验器材。调整、固定斜槽使斜槽底端水平。
(3)白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置O。
(4)不放被撞小球,让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次。用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。
(5)把被撞小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次。用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N。如图乙所示。
(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。最后代入m1·=m1·+m2·,看在误差允许的范围内是否成立。
(7)整理好实验器材,放回原处。
(8)实验结论:在实验误差允许范围内,碰撞系统的动量守恒。
四、数据处理
验证表达式:m1·=m1·+m2·。
五、注意事项
(1)斜槽末端的切线必须水平;
(2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放;
(3)选质量较大的小球作为入射小球;
(4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。