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1.实验目的
(1)明确探究物体碰撞中的不变量的基本思路。
(2)探究一维碰撞中的不变量。
2.实验原理
(1)探究思路:
①一维碰撞:两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿这一直线运动,这种碰撞叫作一维碰撞。
②追寻不变量:在一维碰撞的情况下,设两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前的速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1′、v2′,如果速度与我们规定的正方向一致,取正值,相反取负值,依次研究以下关系是否成立:
a.m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;
b.m1v+m2v=m1v1′2+m2v2′2;
c.+=+。
探究以上各关系式是否成立,关键是准确测量和计算碰撞前与碰撞后的速度v1、v2、v1′、v2′。
(2)实验方案设计:
方案一:用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞。实验装置如图所示:
①质量的测量:用天平测量质量。
②速度的测量:利用公式v=,式中Δx为滑块(挡光片)的宽度,Δt为计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门所对应的时间。
③利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。
④实验方法: