直线运动规律和碰撞的研究

一、 实验目的

1. 利用气垫技术测定物体的瞬时速度，加速度以及当地的重力加速度 2. 利用气垫技术研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定律 3. 定量研究一维碰撞中的动量损失和能量损失

二、实验内容

1．匀变速运动中速度与加速度的测量

（1）先将气垫导轨调平（见教材第一册116-117页静态调平法及动态调平法），然

后在一端单脚螺丝下置一垫块，使导轨成一斜面。

（2）在滑块上装上U型挡光片，在导轨上置好光电门，打开计时装置。

（3）使滑块从距光电门S=20.00cm 处自然下滑，做初速度为零的匀加速运动，记下

挡光时间，重复三次。测量挡光时间之前，按“功能”键选择计时1，按“转换”键选择ms单位，光电门遮光，按“功能”键，清零复位。滑块通过光电门之后，按“取数键”取出第一个数据。（计数器详细介绍及使用方法见教材第一册115页或实验室计数器使用说明书）

（4）改变S，令S=30.00 cm，40.00 cm，50.00 cm，60.00 cm，重复上述测量。 （5）测量U型挡光片有效长度?s、垫块高度h及斜面长度L，其中?s，h分别测 3次，L测一次。

（6）根据U型挡光片有效长度?s和挡光时间，计算出速度，用最小二乘法对

进行直线拟合，求加速度a，并计算重力加速度g (深圳：

g≈9.7925m/s2)。

2．研究三种碰撞状态下的守恒定律 （1）撤掉导轨的垫块，并将气垫导轨调平

（2）取两滑块A、B，将两滑块分别装上弹簧钢圈，用物理天平称此时滑块A、B的

质量，分别记为m1和m2，且保证m1>m2。打开气泵，将滑块B置于两光电门之间（两光电门的距离不可太远），使其静止， 用m1碰m2，分别记下m1通过第一个光电门的时间Δt11和经过第二个光电门的时间Δt12， 以及m2通过第二个光电门的时间Δt21，重复五次，记录所测数据，数据表格自拟。 （3）计算动量的变化，动能的变化，计算动量损失率

和动能损失率

。

（4）分别在两滑块上换上尼龙搭扣，重复步骤（1）（2）（3）。 （5）分别在两滑块上换上金属碰撞器，重复步骤（1）（2）（3）。

三、思考题

1、气垫导轨调平的判断标准是什么？ 2、如何消除气垫导轨气流阻力对实验的影响？ 3、碰撞前后系统总动量不相等，试分析其原因。

注意事项：

1. 导轨不通气时不要将滑块在导轨上滑动，以免磨损。 2. 滑块轻拿轻放，绝对不允许摔地上，跌坏了照价赔偿。 3. 气泵不用时及时关掉（以免烧坏电机）