动量守恒定律

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动量守恒定律实验

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动量守恒定律实验

当系统不受外力或所受合外力为零时,系统的动量守恒,但在处理碰撞一类的问题时,也认为系统的动量守恒,因为在此过程中,虽然系统所受合外力不为零,但此时系统内力远大于系统的外力,外力可忽略,近似认为系统动量守恒,这种做法是否正确,尚需进一步的实践证明,下面我们用实验来研究这个问题:动量守恒定律实验的验证

动量守恒定律实验
动量守恒定律实验实验原理

让质量较大的小球m1从斜槽上滚下,与放在斜槽末端的质量较小的小球m2发生正碰,碰前m1的入射速度为υ1,两球总动量为m1υ1.碰撞后,入射小球m1的速度为υ1′,被碰小球m2的速度为υ2′,两球总动量为队m1υ1′+m2υ2′,根据动量守恒定律,应有

m1υ1=m1υ1+m2υ2

如果测出两球的质量m1和m2及两球在碰撞前后的速度υ1、υ1′、υ2′,代入上式,就可以验证动量是否守恒.

用天平可测出两球质量m1、m2.

用平抛运动知识可以测出其速度:因它们下落的高度相同,故飞行时间相同,设为t,则它们飞行的水平距离s=υt,在图中有

OP=υ1t……① OM=υ1′t ……② ON=υ2′t ……③

如果实验中测得的m1、m2,OP、OM、ON满足关系

m1·OP=m1·OM +m2·ON

把①②③代入上式后消去t可得到mυ1= m1υ1′+ m2υ2′

就验证了动量守恒定律。

动量守恒定律实验注意事项

多次测量确定小球平均落点的方法

(1)先不放上被碰小球,让入射小球从斜槽上某一高度处滚下,重复10次,用尽可能小的圆把所有小球落点圈在里面,圆心P(如图8.6-1所示)就是小球落点的平均位置;

(2)把被碰小球放在斜槽前端边缘处,让入射小球从原来的高度滚下,使它们发生碰撞,重复10次,用上述方法找出碰后入射球平均落点位置M和被碰小球平均落点位置N;

(3)要调节好实验装置,使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平,使小支柱与槽口间距离等于小球直径,而且两球相碰时处在同一高度,碰撞后的速度方向在同一直线上;

(4)应使入射小球的质量大于被碰小球的质量;

(5)应使入射小球每次从槽上相同位置由静止滚下.可在斜槽上适当高度处固定一挡板,使小球靠着挡板,然后释放小球;

(6)白纸铺好后不能移动。

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