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博观而约取，厚积而薄发。——苏轼
大学物理仿真实验
——碰撞与动量守恒
实
验
报
告
博观而约取，厚积而薄发。——苏轼
一、实验简介：
动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中占有非常重要的地位。力学中的运动定理
和守恒定律最初是冲牛顿定律导出来的，在现代物理学所研究的领域中存在很多牛顿定
律不适用的情况，例如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律和相互作用等，但是
能量守恒定律仍然有效。因此，能量守恒定律成为了比牛顿定律更为普遍适用的定律。
本实验的目的是利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒
定律。定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。同时通过实验还可提高
误差分析的能力。
二、实验内容：
1．研究三种碰撞状态下的守恒定律
（1）取两滑块m、m，且mm，用物理天平称m、m的质量（包括挡光片）。将
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块分别装上弹簧钢圈，滑块m置于两光电门之间（两光电门距离不可太远），使其
2
静止，用m碰m，分别记下m通过第一个光电门的时间Δt和经过第二个光电门的时
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间Δt，以及m通过第二个光电门的时间Δt，重复五次，记录所测数据，数据表格自
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拟，计算、。
（2）分别在两滑块上换上尼龙搭扣，重复上述测量和计算。
（3）分别在两滑块上换上金属碰撞器，重复上述测量和计算。
2．验证机械能守恒定律
博观而约取，厚积而薄发。——苏轼
（1）a=0时，测量m、m’、m、s、v、v，计算势能增量mgs和动能增量
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，重复五次测量，数据表格自拟。
（2）时，（即将导轨一端垫起一固定高度h，），重复以上测
量。
三、实验原理：
如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该力学系统总动量守
恒或在某方向上守恒，即
（1）
实验中用两个质量分别为m、m的滑块来碰撞（图4.1.2-1），若忽略气流阻力，
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根据动量守恒有
（2）
对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器，
我们可用钢圈作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥
或油灰；一般非
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