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实验2 气垫导轨上测滑块的速度和加速度
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中学物理教学法实验指导书
导读：中学物理教学法实验指导书，4.实验开始时，实验二：研究碰撞中的动量守恒，实验原理，在一维碰撞中与物体运动有关的物理量只有物体的质量和物体的速度，碰撞前后保持不变的物理量应与物体的质量和速度都有关，实验探究，一、气垫导轨实验探究法探究思路，因此这个实验是本实验的首选，只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，实验目的，3、利用实验的方法，探究出碰撞中的守恒量4、练习使用气垫导轨和光中学物理教学法实验指导书 3. 为什么滑块的起始位置要保持一定？ 4. 实验开始时，如果未将导轨充分调平，得到的G－a图应是什么样的？对验证牛顿第二定律将有什么影响？ 5. 试求加速度a的相对误差和绝对误差，确定加速度a测量值 的有效数字位数。 6. 如果不用天平，而用气垫导轨和毫秒计来测量滑块的质量，试推导计算滑块质量的公式，并扼要地说明测量的具体步骤。
- 7 - 中学物理教学法实验指导书
实验二：研究碰撞中的动量守恒
碰撞是自然界中常见的现象，碰撞可能有很多情形。例如，两个质量相等的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞，两个同一直线上运动的物体碰撞，两个不在一条直线上运动的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞??两个物体的质地不同，碰撞的情形也不一样。例如两个物体碰撞时可能碰后分开，也可能粘在一起不再分开??
两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动，这种碰撞叫一维碰撞。要保证碰撞是一维的，首先要保证碰撞前两物体是在同一直线上运动，另外要保证物体碰撞时是对心碰撞。
在一维碰撞中与物体运动有关的物理量只有物体的质量和物体的速度。碰撞前后物体的质量是不变的，而速度在碰撞前后是变化的，则在物体的碰撞过程中，碰撞前后保持不变的物理量应与物体的质量和速度都有关。
质量可以用天平测量。碰撞前后的速度可以通过光电计时器测量，或者通过打点计时器测量，也可以通过平抛运动的知识来测量，还可以通过机械能守恒的原理测量等等。
- 8 - 中学物理教学法实验指导书 实验探究 一、气垫导轨实验探究法 探究思路
利用气垫导轨能够很容易的保证两个滑块的碰撞是一维的，与之配套的光电计时装置可以迅速测量出两个滑块碰撞前后的速度。
不同的质量可以通过在滑块上加重物的办法来实现。应用气垫导轨很容易控制滑块碰撞前后的速度或使它在碰撞前静止。因此这个实验是本实验的首选。
1、碰撞时难免有能量损失。只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，它才是我们寻找的不变量。在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架，可以得到能量损失很小的碰撞。在滑块的碰撞端面贴胶布，可以增大碰撞时的能量损失。如果在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个滑块连接成一起运动，这样的碰撞中能量损失很大。如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连成一体。
2、原来连在一起的两个物体，由于它们之间具有相互排斥的力而分开，这实际上也是一种碰撞。这种情况可以通过下面的方法实现：
用细线将弹簧片拉成弓形，放置于质量不同的两个滑块之间，并使它们静止。然后烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动。
- 9 - 中学物理教学法实验指导书 实验目的
1、利用探究的方法，培养观察、推理、寻求规律的能力
2、学会气垫导轨的原理和调整，挡光板和光电计时器的原理以及瞬时速度的测量
3、利用实验的方法，探究出碰撞中的守恒量
4、练习使用气垫导轨和光电计时器
气垫导轨、滑块、光电门、光电计时器、学生电源、导线、开关、天平
1、先用天平测出两个滑块的质量m1和m2。
2、调节气垫导轨水平（方法是将滑块放到导轨上，不自动地向一方滑动），并调整光电门处于待测状态。
3、按图连接好实验装置
4、打开气垫导轨，让滑块能在导轨上无摩擦地滑动
5、打开光电计时器，分别给两滑块初速度，用光电计时器直接测出碰前速度v1和v2以及碰后的速度v1@和v2@，并记录在表格中。
填表时要注意：如果小球碰撞后运动的速度与原来的方向相反，应在数据前加一负号表示。
6、在两滑块碰撞位置加上橡皮泥（用天平称出加泥后的质量），- 10 - 中学物理教学法实验指导书 再重复上述过程，把碰撞前后的速度
记录在表格中。
7、在两滑块的碰撞端贴胶布，同样重复上述过程，记录数据，填入表格。
8、研究记录的数据，从中找出前后不变的量。
1、应让滑块在导轨上能无摩擦地滑动，不受阻力作用。
2、气垫导轨应放水平。
3、所给滑块的初速度不能太大或太小。
在水平气垫导轨上研究两个滑块相互作用的过程中系统动量的变化情况，以及能量的变化情况。实验仪器如图所示。
滑块1 滑块2
光电门 挡光片
根据动量守恒应有m1v1?m2v2?m1v1?m2v2，利用天平测量滑块的质量，利用光电门测量挡光片的遮光时间，计算滑块m1、m2相互作用前后的速度v1、v2、v1、v2，则可以验证动量守恒。并计算系统/2EK?m1v1?m2v2EK?m1v1?m2v22222相互作用前后的总动能、，?EK以及能量的变化量EK，并分析相互作用过程中的能量变化规律。 - 11 - ////包含总结汇报、农林牧渔、行业论文、自然科学、医药卫生、出国留学、高中教育、经管营销以及中学物理教学法实验指导书等内容。本文共10页
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