气垫导轨验证动量守恒（三）

实验目的

在不同质量和碰撞方式下验证动量守恒，体会动量守恒的普遍性。

实验原理

系统水平方向合外力近似为零，动量守恒。一般情形有 m1v1 + m2v2 = m1v1′ + m2v2′；若碰后两滑块粘在一起以共同速度 v 运动，则 m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v。速度用 v = d/Δt 求得。

实验器材

• 气垫导轨与气源
• 两个滑块
• 挡光片
• 光电门及计时器
• 天平
• 配重块
• 尼龙搭扣或橡皮泥

实验步骤

1. 接通气源，调平导轨，装好光电门。
2. 用天平测出滑块及配重的质量，必要时给滑块加配重。
3. 换上粘合装置，使碰后两滑块连在一起运动。
4. 让一个滑块撞向另一滑块，记录碰前、碰后挡光时间。
5. 计算碰撞前后的总动量并比较，再改变质量重复一次。

实验现象与结论

不同质量组合下，碰撞前后总动量在误差范围内都相等。粘合碰撞后两滑块共速，动量守恒但总动能减小，说明动量守恒不要求动能守恒。

注意事项

• 先通气再放滑块，实验结束先取下滑块再关气源。
• 配重要固定牢靠，避免碰撞时脱落。

常见问题

碰后粘在一起，动量还守恒吗？

守恒。系统合外力近似为零，m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v，只是动能有损失。

改变滑块质量有什么作用？

说明动量守恒对不同质量组合都成立，也让数据更有说服力。