实验三、在气垫导轨上验证动量守恒定律

实验——用气垫导轨验证动量守恒定律知识讲解
一、动量守恒定律
动量守恒定律是一项至今仍被广泛使用的物理定律，它规定物体的总动量（即物体所带有的物理量）即在物体发生变化时不会改变，也就是说，动量的实际变化和物体的动量以及物体间的力量的变化是必然相平衡的。

因此，动量守恒定律可以说是相关物理绝大多数原理的基础。

二、气垫导轨实验
为验证动量守恒定律，我们可以使用气垫导轨实验。

气垫导轨实验由气垫顶着支架上的小车成，两只小车支撑着旋转导轨，导轨上可以承受质量不定的物体，两只小车通过吹风机推动，从而实现质量不同物体在导轨上进行运动练习。

实验过程中，我们首先把两只小车放在独立的支架上，让它们坐在导轨上，放上质量不定的物体，让它们单独用吹风机推动，观察不同质量物体的导轨上的运动情况，观察小车的动量发生改变的情况，从而验证动量守恒定律是否成立。

实验结果表明，不同质量的物体，在导轨上运动时，两只小车的动量发生变化，但是它们总动量以及物体间的力量变化相互平衡，就是说，物体间相互作用力变化，但是它总动量保持不变，从而证明动量守恒定律的正确性。

三、结论
通过气垫导轨实验，我们可以清晰地证明动量守恒定律的正确性。

实验中，物体的动量发生变化，但小车的总动量保持不变，物体间的力量变化相互平衡，这恰恰证明了动量守恒定律的正确性，也提供了有效的证据和依据，对我们理解物理世界有重大意义。

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒示例文章篇一：《神奇的气垫导轨实验——探究滑块碰撞时的动量守恒》嘿，小伙伴们！你们知道吗？最近我们在科学课上做了一个超级酷的实验——研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒。

这可把我和同学们兴奋坏啦！一进实验室，那一排排整齐的气垫导轨就像等待检阅的士兵，可威风啦！老师先给我们讲解了实验的原理和步骤，我的眼睛紧紧盯着老师，耳朵竖得像天线，生怕错过任何一个关键的地方。

实验开始啦！我和同桌一组，我们小心翼翼地把滑块放在气垫导轨上，就好像在照顾刚出生的小宝宝一样。

“哎呀，你轻点儿！”同桌着急地喊道。

“我已经很小心啦！”我也不甘示弱地回应。

我们调整好滑块的初始速度，然后紧张地等待着它们碰撞的那一刻。

“砰！”两个滑块撞在了一起，那声音就像过年时放的鞭炮，吓得我心里“咯噔”一下。

“这到底守不守恒啊？”我心里直犯嘀咕。

旁边小组的同学也在热火朝天地进行着实验，时不时传来一阵欢呼声或者懊恼声。

“快看，我们成功啦！”“哎呀，怎么又不对啦！”整个实验室充满了紧张和兴奋的气氛。

我们一次又一次地调整着实验参数，失败了就互相鼓励，成功了就开心得手舞足蹈。

这感觉就像是在大海里航行，有时候遇到风浪，有时候又能看到美丽的彩虹。

经过无数次的尝试，我们终于得到了理想的数据。

看着那些密密麻麻的数字，就好像是解开了一道超级难的数学题，心里别提多有成就感啦！这时候，我不禁想到，我们的生活不也像这滑块碰撞一样吗？有时候会遇到挫折和困难，就像滑块碰撞时的能量损失，但只要我们坚持不懈，不断调整自己的方向和速度，最终还是能实现我们心中的“动量守恒”，达到我们想要的目标呀！小伙伴们，你们说是不是这个理儿？这次实验让我深深地感受到了科学的魅力和探索的乐趣，我以后一定要更加努力地学习科学知识，去探索更多未知的奥秘！示例文章篇二：《气垫导轨上的神奇碰撞》嘿，同学们！你们知道吗？最近我们在科学课上做了一个超级有趣的实验——研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒。

实验一 气垫导轨上的实验（二）【实验简介】气垫导轨的基本原理是在导轨的轨面与滑块之间产生一层薄薄的气垫，使滑块“漂浮”在气垫上，从而消除了接触摩擦。

虽然仍然存在着空气的粘滞阻力，但由于它极小，可以忽略不计，所以滑块的运动几乎可以视为无摩擦运动。

由于滑块作近似的无摩擦运动，再加上气垫导轨与电脑计数器配套使用，时间的测量可以精确到0.01ms （十万分之一秒），这样， 就使气垫导轨上的实验精度大大提高，相对误差小，重复性好。

利用气垫导轨装置可以做很多力学实验，如测量物体的速度，验证牛顿第一定律；测量物体的加速度，验证牛顿第二定律；测量重力加速度；研究动量守恒定律；研究机械能守恒定律等等。

【实验目的】1、学习气垫导轨和电脑计数器的使用方法。

2、用气垫导轨装置验证机械能守恒定律3、验证动量守恒定律。

【实验仪器】气垫导轨（QG —1.5mm ）、滑块、垫片、光电门、电脑计数器（MUJ —6B ）、游标卡尺（0.02mm ）、卷尺（2m ）。

配重块、一台电子天平及尼龙搭扣。

【实验原理】1、研究动量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律一样，是自然界的一条普遍适用的规律。

它不仅适用于宏观世界，同样也适用于微观世界。

它虽然是一条力学定律，但却比牛顿运动定律适用范围更广，反映的问题更深刻。

动量守恒定律告诉我们，如果一个系统所受的合外力为零，那么系统内部的物体在作相互碰撞，传递动量的时候，虽然各个物体的动量是变化的，但系统的总动量守恒。

如果系统在某个方向上所受的合外力为零，则系统在该方向上的动量守恒。

在水平的气垫导轨上，滑块运动时受到的粘滞阻力很小，若不计这一阻力，则滑块系统受到的合外力为零，两滑块作对心碰撞时前后的总动量守恒。

11221122m v m v m v m v ''+=+ 1m 、2m 分别为两个滑块的质量，1v 、2v 分别为碰撞前两个滑块的速度，1v '、2v '分别为碰撞后两个滑块的速度。

在气垫导轨上验证动量守恒定律实验报告实验目的：验证动量守恒定律在气垫导轨上的适用性，并通过实验结果分析动量守恒定律的物理意义。

实验原理：动量守恒定律是指在一个系统内，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。

即：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。

其中，m为物体质量，v为物体速度。

气垫导轨是利用气体分子间碰撞产生的反作用力支持物体运动的一种装置。

当气体分子与物体碰撞时，会产生反作用力使物体悬浮在气垫上运动。

实验步骤：1. 将两个小车放置在气垫导轨上，一个小车静止不动，另一个小车以一定速度向静止小车运动。

2. 记录两个小车运动前后的速度和质量，并计算它们的初末动量。

3. 根据动量守恒定律计算出两个小车碰撞后的速度和动量。

4. 重复以上步骤多次，取平均值并记录数据。

实验结果：根据实验数据统计可得，两个小车碰撞前后总动量保持不变，符合动量守恒定律。

在碰撞前，小车1的质量为0.2kg，速度为0m/s；小车2的质量为0.3kg，速度为0.4m/s。

在碰撞后，小车1的速度为0.24m/s，小车2的速度为0.16m/s。

实验分析：通过实验结果可以看出，在气垫导轨上进行动量守恒定律实验是可行的。

由于气垫导轨能够减少摩擦力对实验结果的影响，使得实验数据更加准确。

动量守恒定律是一个非常重要的物理定律，在物理学中有着广泛应用。

例如在弹道学、机械运动学、电磁学等领域都有着重要作用。

结论：通过本次实验验证了动量守恒定律在气垫导轨上的适用性，并对动量守恒定律进行了一定程度上的物理分析。

此外，本次实验也展示了气垫导轨在物理实验中的优越性和应用价值。

用气垫导轨验证动量守恒定律[实验目的]1、观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象。

2、验证碰撞过程中的动量守恒定律。

[实验仪器]气垫导轨全套、MUJ-5C/5B 电脑通用计数器、物理天平、砝码。

[实验原理]在水平气垫导轨上放两个滑块，以两个滑块作为系统，在水平方向不受外力，两个滑块碰撞前后的总动量应保持不变。

设两滑块的质量分别为m 1和m 2，碰撞前的速度为10v 和20v ，相碰后的速度为1v 和2v 。

根据动量守恒定律，应该有2211202101v m v m v m v m +=+ （1）测出两滑块的质量和碰撞前后的速度，就可验证碰撞过程中动量是否守恒。

其中10v 和20v 是在两个光电门处的瞬时速度，即∆x /∆t ，∆t 越小此瞬时速度越准确。

在实验里我们以挡光片的宽度为∆x ，挡光片通过光电门的时间为∆t ，即有220110/,/t x v t x v ∆∆=∆∆=。

本实验分下述两种情况进行验证：1、弹性碰撞：两滑块的相碰端装有缓冲弹簧，它们的碰撞可以看成是弹性碰撞。

在碰撞过程中除了动量守恒外，它们的动能完全没有损失，也遵守机械能守恒定律，有2222112202210121212121v m v m v m v m +=+ （2） 若两个滑块质量相等，m 1=m 2=m ，且令m 2碰撞前静止，即20v =0，则由（1）、（2）两式可得到1v =0， 2v =10v 即两个滑块将彼此交换速度。

若两个滑块质量不相等，21m m ≠，仍令20v =0，则有 2211101v m v m v m += 及2222112101212121v m v m v m += 可得1021211v m m m m v +-= ， 1021122v m m m v +=当m 1>m 2时，两滑块相碰后，二者沿相同的速度方向（与10v 相同）运动；当m 1<m 2时，二者相碰后运动的速度方向相反，m 1将反向，速度应为负值。

大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》[1]动量守恒定律是经典力学中一条重要的定律，它表明在一个孤立系统中，对于每个物体，其动量在时间上是守恒的，即在碰撞过程中，两个物体的总动量保持不变。

为进一步验证动量守恒定律，本实验使用气垫导轨进行了实验并得到相关结果。

一、实验原理1. 动量的定义动量被定义为一个物体的质量与速度的乘积。

即$$p = mv$$其中，p是动量，m是质量，v是速度。

2. 动量守恒定律动量守恒定律是指，在一个孤立系统中，所有物体的总动量在时间上守恒。

即$$\sum p_i = \sum p_{i}^{\prime}$$其中，i表示碰撞前的物体，i'表示碰撞后的物体。

二、实验仪器本实验使用了气垫导轨、气垫滑块、光电探测器和电脑等仪器。

三、实验步骤1. 实验前的准备在实验开始前，需要将气垫导轨用棉布擦拭干净，以保证平滑度。

同时，需将气垫导轨仪器静置20~30分钟，让气压平衡后才能进行实验。

2. 开始实验首先将准备好的气垫滑块放在导轨的一端，并确定其初始速度。

接着，用光电探测器测量气垫滑块移动的距离和时间，从而得到其初速度和末速度。

最后，用计算机处理数据并分析结果，验证动量守恒定律。

四、实验结果通过实验，我们得到了以下数据：初始速度v1 = 0.54 m/s根据实验数据，我们可以计算出两个滑块碰撞前后的动量。

碰撞前，两个滑块的动量分别为：p1 = m1 v1 = 0.7×0.54 = 0.378 kg m/s碰撞后，两个滑块的动量分别为：根据动量守恒定律可以得知，碰撞前后两个滑块的总动量应该保持不变，即：p1 + p2 = p1' + p2'0.851 = 0.277通过计算可以发现，计算结果不相等（右侧结果=0.277<左侧结果=0.851），这可能与实验中存在的误差有关。

错误的部分可能来自于对初始速度和末速度的测量误差，以及计算过程中的近似假设，例如滑块在运动过程中受到的阻尼力等。

验证动量守恒定律的几种方案一、实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2与碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒．二、具体方案方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出滑块质量．(2)安装：正确安装好气垫导轨．(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下(①改变滑块的质量．②改变滑块的初速度大小和方向)碰撞前后的速度．(4)验证：一维碰撞中的动量守恒．例：气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D 的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:a.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B;b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时结束,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.〔1〕实验中还应测量的物理量与其符号是.〔2〕利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因有〔至少答出两点〕.答案 A 、B 两滑块被压缩的弹簧弹开后,在气垫导轨上运动时可视为匀速运动,因此只要测出A 与C 的距离L 1,B 与D 的距离L 2与A 到C,B 到D 的时间t 1和t 2.测出两滑块的质量,就可以用m A 11t L =m B 22t L 验证动量是否守恒.〔1〕实验中还应测量的物理量为B 与D 的距离,符号为L 2.〔2〕验证动量守恒定律的表达式是m A 11t L =m B 22t L ,产生误差的原因:①L 1、L 2、m A 、m B 的数据测量误差.②没有考虑弹簧推动滑块的加速过程.③滑块并不是标准的匀速直线运动,滑块与导轨间有少许摩擦力.方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出两小球的质量m 1、m 2.(2)安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来．(3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰．(4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度．(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验．(6)验证：一维碰撞中的动量守恒．例：用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为B m 的钢球B 放在小支柱N 上，球心离地面高度为H ；质量为A m 的钢球A 用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O 点到球心的距离为L ，且细线与竖直线之间夹角α;球A 由静止释放，摆到最低点时恰与球B 发生正碰，碰撞后，A 球把轻质指示针C 推移到与竖直夹角为β处，B 球落到地面上，地面上铺有一X 盖有复写纸的白纸D,用来记录球B 的落点．(1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A 、B 的动量〔设两球A 、B 碰前的动量分别为A p 、B p ；碰后动量分别为'A p 、'B p )，则A p =;'A p =;B p =;'B p =。