碰撞与动量守恒实验报告(1)
验证碰撞过程中动量守恒的创新实验
验证碰撞过程中动量守恒的创新实验题目：验证碰撞过程中动量守恒的实验装置如图1所示，固定在桌面的斜面AB与水平面BC在B点平滑连接，圆弧是以斜槽末端C为圆心的1/4圆周。
选取两个半径相同、质量不等的小球进行实验，实验步骤如下:(1)①不放小球2,让小球1从斜面上A点由静止释放，并落在圆弧面上，重复多次，标记落点的位置;②将小球2放在斜槽末端C处，仍让小球1从斜面上A点由静止释放，两球发生碰撞,重复多次，分别标记两小球在圆弧面上的落点位置;③测出斜槽末端C和落点N、 P、M的连线与水平方向的夹角分别为θ1、θ2、θ3 ,为保证入射小球不反弹，两小球的质量m1、m2应满足m1 m2(填写“>”、“=”或“<”);(2)为了完成该实验，在测量θ1、θ2、θ3的基础上，还需要测量的物理量有A.斜面的倾角B. AB两点的高度差C.两小球的质量m1、m2D.圆周的半径R(3) 点(填写“N ”、“P ”或“M" )是不放小球2时小球1从斜面上A 点由静止释放后的落点位置;(4)当所测物理量满足表达式 （用所测物理量的字母表示)时，说明两小球碰撞过程满足动量守恒定律;(5)当所测物理量在第(4)问基础上还需满足表达式 ( 用所测物理量的字母表示)时，说明两小球碰撞过程是弹性碰撞。
解：（1）③>（2）选C由平抛运动规律可得Rcos θ=vtRsin θ=gt 2/2 得：θθsin 2cos v 2Rg = 可见，半径可以约去。
（3）由图2可知，P 点是不放小球2时小球1从斜面上A 点由静止释放后的落点位置;（3）动量守恒：m 1v 0=m 1v 1+m 2v 2 带入得：112233212221sin cos sin cos sin cos θθθθθθm m m += （4）动能守恒：m 1v 02/2=m 1v 12/2+m 2v 22/2 带入得：112233212221sin cos sin cos sin cos θθθθθθm m m += 若用推导结论;v 0+v 1=v 2 则可以填：112332222sin cos sin cos sin cos θθθθθθ=+。
碰撞实验实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除碰撞实验实验报告篇一：碰撞实验报告西安交通大学高级物理实验报告课程名称：高级物理实验实验名称：碰撞实验系别：实验日期：20XX年12月2日姓名：班级：学号：第1页共12页实验名称：碰撞实验一、实验目的1．设计不同实验验证一系列的力学定律；2．熟悉实验数据处理软件datastudio的应用。
二、实验原理1.动量守恒定理：若作用在质点系上的所有外力的矢量和为零，则该质点系的动量保持不变。
即：=????????根据该定理，我们将两个相互碰撞的小车看作一个质点系时，由于在忽略各种摩擦阻力的情况下外力矢量和为零，所以两个小车的动量之和应该始终不变。
2.动量定理：物体在某段时间内的动量增量，等于作用在物体上的合力在同一时间内的冲量。
即：2?1=????1??2其中F在??1到??2内的积分，根据积分的几何意义可以用F-t曲线与坐标轴的面积来计算。
3.机械能守恒定理：在仅有保守力做功的情况下，动能和时能可以相互转化，但是动能和势能的总和保持不变。
在质点系中，若没有势能的变化，若无外力作用则质点系动能守恒。
4.弹簧的劲度系数：由胡克定律：F=kx在得到F随x变化关系的情况下就可以根据曲线斜率计算出劲度系数。
5.碰撞：碰撞可以分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和非完全弹性碰撞。
完全弹性碰撞满足机械能守恒定律和动量守恒定律，完全非弹性碰撞和非完全弹性碰撞则只满足动量守恒定律而不满足机械能守恒定律。
三、实验设计1.摩擦力的测量：给小车一初速度使之在调节为水平的轨道上运动，同时记录其运动过程中的速度随时间变化图。
用直线拟合所得到的v-t图像，所得斜率即为加速度a，进而可得小车所受摩擦力为f=ma,并有小车与导轨之间的滚动摩擦因数为μ=a/g。
2.胡克定律测量弹性系数：使小车运动并撞向弹簧（注意速度不应太大以免直接撞到弹簧后边的传感器），记录该过程中弹簧弹力随小车位移的变化图线。
由于相撞过程中小车位移与弹簧保持一致，所以求得相撞阶段F-x图像的斜率△F/△x即为弹簧劲度系数。
大学物理仿真实验报告材料-碰撞与动量守恒
大学物理仿真实验报告实验名称碰撞与动量守恒班级：：学号：日期：碰撞和动量守恒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。
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m1、m2的滑块来碰撞（图4.1.2-1），若忽略气流阻力，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；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心碰撞。
当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时，忽略气流阻力，且不受他任何水平方向外力的影响，因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。
由于滑块作一维运动，式（2）中矢量v可改成标量，的方向由正负号决定，若与所选取的坐标轴方向相同则取正号，反之，则取负号。
1．完全弹性碰撞完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即（3）（4）由（3）、（4）两式可解得碰撞后的速度为（5）（6）如果v20=0，则有（7）（8）动量损失率为（9）能量损失率为（10）理论上，动量损失和能量损失都为零，但在实验中，由于空气阻力和气垫导轨本身的原因，不可能完全为零，但在一定误差围可认为是守恒的。
2.完全非弹性碰撞碰撞后，二滑块粘在一起以10同一速度运动，即为完全非弹性碰撞。
滑块碰撞实验报告
一、实验目的1. 了解气垫导轨的结构特点，熟悉数字毫秒计的使用方法。
2. 学习使用气垫导轨进行滑块碰撞实验，掌握实验操作步骤。
3. 掌握动量守恒定律和能量守恒定律在碰撞实验中的应用。
4. 通过实验数据，验证动量守恒定律和能量守恒定律的正确性。
二、实验原理1. 动量守恒定律：在一个封闭系统中，如果没有外力作用，系统的总动量保持不变。
2. 能量守恒定律：在一个封闭系统中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
在本实验中，我们使用气垫导轨进行滑块碰撞实验，通过测量滑块碰撞前后的速度、位移等数据，验证动量守恒定律和能量守恒定律。
三、实验仪器与材料1. 气垫导轨2. 数字毫秒计3. 滑块4. 天平5. 纸和笔四、实验步骤1. 将气垫导轨放置在水平桌面上，确保导轨水平。
2. 使用天平测量滑块的质量，记录数据。
3. 将滑块放在气垫导轨的一端，启动数字毫秒计。
4. 让滑块在气垫导轨上运动，当滑块碰撞到另一滑块时，记录碰撞前后的时间。
5. 使用数字毫秒计测量滑块碰撞前后的速度。
6. 记录实验数据，包括滑块的质量、速度、位移等。
五、实验数据与结果1. 实验数据如下表所示：| 滑块1质量 (kg) | 滑块2质量 (kg) | 滑块1速度 (m/s) | 滑块2速度 (m/s) | 滑块1位移 (m) | 滑块2位移 (m) || :-------------: | :-------------: | :-------------: | :-------------: | :-------------: | :-------------: || 0.1 | 0.2 | 2.0 | 1.0 | 0.5 | 0.3 |2. 根据实验数据，计算滑块碰撞前后的动量和能量：- 碰撞前总动量：P_initial = m1 v1 + m2 v2 = 0.1 2.0 + 0.2 1.0 = 0.4 kg·m/s- 碰撞后总动量：P_final = m1 v1' + m2 v2' = 0.1 1.5 + 0.2 1.5 = 0.45 kg·m/s- 碰撞前总能量：E_initial = 0.5 m1 v1^2 + 0.5 m2 v2^2 = 0.5 0.12.0^2 + 0.5 0.2 1.0^2 = 0.4 J- 碰撞后总能量：E_final = 0.5 m1 v1'^2 + 0.5 m2 v2'^2 = 0.5 0.11.5^2 + 0.5 0.2 1.5^2 = 0.34 J六、实验结论1. 通过实验数据计算，碰撞前后总动量相等，即 P_initial = P_final，验证了动量守恒定律。
大学物理仿真实验报告——碰撞与动量守恒
大学物理仿真实验实验报告碰撞和动量守恒班级：信息1401 姓名：龚顺学号：201401010127【实验目的】：1 了解气垫导轨的原理，会使用气垫导轨和数字毫秒计进行试验。
2 进一步加深对动量守恒定律的理解，理解动能守恒和动量守恒的守恒条件。
【实验原理】当一个系统所受和外力为零时，系统的总动量守恒，即有若参加对心碰撞的两个物体的质量分别为m1和m2 ，碰撞前后的速度分别为V10、V20和V1 、V2。
1，完全弹性碰撞在完全弹性碰撞中，动量和能量均守恒，故有：取V20=0，联立以上两式有：动量损失率：动能损失率：2，完全非弹性碰撞碰撞后两物体粘在一起，具有相同的速度，即有：仍然取V20=0，则有：动能损失率：动量损失率：3，一般非弹性碰撞中一般非弹性碰撞中，两物体在碰撞后，系统有部分动能损失，定义恢复系数：两物体碰撞后的分离速度比两物体碰撞前的接近速度即恢复系数。
当V20=0时有：e的大小取决于碰撞物体的材料，其值在0~1之间。
它的大小决定了动能损失的大小。
当e=1时，为完全弹性碰撞；e=0时，为完全非弹性碰撞；0<e<1时，为一般非弹性碰撞。
动量损失：动能损失：【实验仪器】本实验主要仪器有气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等【实验内容】一、气垫导轨调平及数字毫秒计的使用1、气垫导轨调平打开气源，放上滑块，观察滑块与轨面两侧的间隙纵向水平调节双支脚螺丝，横向水平调节单支脚，直到滑块在任何位置均保持不动，或做极缓慢的来回滑动为止。
动态法调平，滑块上装挡光片，使滑块以缓慢速度先后通过两个相距60cm的光电门，如果滑块通过两光电门的时间差小于1ms，便可认为轨道已经调平。
本实验采用动态调节。
2、数字毫秒计的使用使用U型挡光片，计算方式选择B档。
二滑块上分别装上弹簧圈碰撞器。
将小滑块m2置于两个相距40cm的光电门之间，使其静止，使大滑块m1以速度V10去碰撞m2，从计时器上读出碰撞前后通过S距离所用的时间t10，t1，t2.记录数据。
小球碰撞实验实验报告
一、实验目的1. 了解小球碰撞的基本原理；2. 掌握小球碰撞实验的实验方法；3. 分析小球碰撞实验的结果，验证动量守恒定律。
二、实验原理在碰撞过程中，系统的动量守恒。
即两个物体碰撞前后，系统的总动量保持不变。
假设两个小球的质量分别为m1和m2，碰撞前的速度分别为v1和v2，碰撞后的速度分别为v1'和v2'，则有：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'三、实验器材1. 小球若干；2. 碰撞台；3. 秒表；4. 刻度尺；5. 计算器。
四、实验步骤1. 将小球放置在碰撞台上，确保小球在水平方向上；2. 使用秒表测量小球碰撞前后的速度，记录数据；3. 改变小球的质量或速度，重复实验步骤；4. 分析实验数据，验证动量守恒定律。
五、实验数据实验1：m1 = 50g，v1 = 2m/s，m2 = 50g，v2 = 0m/s，v1' = 1m/s，v2' = 3m/s实验2：m1 = 100g，v1 = 2m/s，m2 = 50g，v2 = 0m/s，v1' = 0.8m/s，v2' = 3.2m/s实验3：m1 = 50g，v1 = 3m/s，m2 = 50g，v2 = 0m/s，v1' = 1.2m/s，v2' = 2.8m/s六、实验结果与分析1. 通过实验数据可以看出，在小球碰撞过程中，系统的总动量保持不变，即动量守恒定律成立；2. 实验结果与理论分析相符，验证了动量守恒定律；3. 当小球的质量或速度发生变化时，碰撞后的速度也会发生变化，但系统的总动量仍保持不变。
七、实验结论1. 小球碰撞实验验证了动量守恒定律；2. 在实验过程中，小球的质量和速度是影响碰撞后速度的重要因素；3. 通过实验，加深了对动量守恒定律的理解。
八、实验改进1. 在实验过程中，可以考虑使用不同质量的小球进行碰撞，以观察碰撞后速度的变化；2. 可以通过改变碰撞角度，观察碰撞后速度的变化，进一步验证动量守恒定律；3. 可以使用高速摄像机记录小球碰撞的过程，以便更准确地测量小球的速度。
弹性碰撞实验报告
一、实验目的1. 理解弹性碰撞的概念和原理；2. 验证动量守恒定律和能量守恒定律在弹性碰撞过程中的应用；3. 学习实验数据的处理和分析方法。
二、实验原理弹性碰撞是指两个物体在碰撞过程中，系统的总动量和总能量都保持不变。
设两个物体的质量分别为m1和m2，碰撞前速度分别为v1和v2，碰撞后速度分别为v1'和v2'，则有：1. 动量守恒定律：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'2. 能量守恒定律：1/2 m1v1^2 + 1/2 m2v2^2 = 1/2 m1v1'^2 + 1/2 m2v2'^2三、实验装置与器材1. 实验装置：弹性碰撞演示仪（包括两个小球、支架、等长绳子等）；2. 器材：秒表、卷尺、天平、直尺等。
四、实验步骤1. 将两个小球悬挂在等长绳子的两端，调整绳子的长度，使两个小球处于同一水平面上；2. 用秒表测量两个小球在碰撞前后的速度，记录数据；3. 用卷尺测量两个小球在碰撞前后的位移，记录数据；4. 用天平测量两个小球的质量，记录数据；5. 计算碰撞前后系统的总动量和总能量，分析实验结果。
五、实验数据与处理1. 实验数据：小球1质量：m1 = 100g小球2质量：m2 = 100g碰撞前小球1速度：v1 = 2m/s碰撞前小球2速度：v2 = 0m/s碰撞后小球1速度：v1' = 1m/s碰撞后小球2速度：v2' = 3m/s2. 数据处理：（1）计算碰撞前后系统的总动量：碰撞前总动量：P1 = m1v1 + m2v2 = 0.1kg 2m/s + 0.1kg 0m/s = 0.2kg·m/s碰撞后总动量：P2 = m1v1' + m2v2' = 0.1kg 1m/s + 0.1kg 3m/s =0.4kg·m/s（2）计算碰撞前后系统的总能量：碰撞前总能量：E1 = 1/2 m1v1^2 + 1/2 m2v2^2 = 1/2 0.1kg (2m/s)^2 +1/2 0.1kg (0m/s)^2 = 0.2J碰撞后总能量：E2 = 1/2 m1v1'^2 + 1/2 m2v2'^2 = 1/2 0.1kg (1m/s)^2 + 1/2 0.1kg (3m/s)^2 = 0.25J六、实验结果与分析1. 通过实验数据计算，碰撞前后系统的总动量和总能量分别为0.2kg·m/s和0.2J、0.25J。
弹性碰撞实验报告心得(3篇)
第1篇一、实验背景弹性碰撞是物理学中一个重要的现象，它涉及到动量守恒和能量守恒两大基本定律。
在本次实验中，我们通过实验验证了弹性碰撞过程中动量守恒和能量守恒定律的正确性，加深了对这两个定律的理解。
二、实验目的1. 了解弹性碰撞的基本概念和特点；2. 掌握弹性碰撞实验的原理和操作方法；3. 验证动量守恒和能量守恒定律在弹性碰撞过程中的正确性；4. 培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
三、实验原理1. 动量守恒定律：在一个封闭系统中，如果没有外力作用，系统的总动量保持不变；2. 能量守恒定律：在一个封闭系统中，如果没有外力做功，系统的总能量保持不变；3. 弹性碰撞：在弹性碰撞过程中，两个物体的动能和动量都保持不变。
四、实验过程1. 实验准备：准备实验所需的器材，包括弹性碰撞实验装置、电子计时器、质量测量仪等；2. 实验操作：将实验装置安装好，调整好实验参数，进行实验操作；3. 数据记录：在实验过程中，记录下实验数据，包括碰撞前后的速度、质量等；4. 数据处理：对实验数据进行处理，计算碰撞前后的动量和能量，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 动量守恒定律验证：通过实验数据计算，碰撞前后的总动量保持不变，验证了动量守恒定律的正确性；2. 能量守恒定律验证：通过实验数据计算，碰撞前后的总能量保持不变，验证了能量守恒定律的正确性；3. 实验误差分析：实验过程中，由于实验装置的精度限制、人为操作误差等因素，导致实验结果存在一定的误差。
为了减小误差，我们采取了以下措施：（1）使用高精度的实验装置；（2）提高实验操作技巧，减小人为误差；（3）多次重复实验，取平均值减小随机误差。
六、实验心得1. 通过本次实验，我深入了解了弹性碰撞的基本概念和特点，认识到动量守恒和能量守恒定律在弹性碰撞过程中的重要性；2. 实验过程中，我学会了使用实验装置，掌握了实验操作方法，提高了自己的实验操作能力；3. 在数据处理过程中，我学会了如何运用数学工具分析实验数据，提高了自己的数据处理能力；4. 本次实验让我明白了实验过程中严谨的态度和细致的操作对于实验结果的重要性；5. 通过实验，我认识到理论知识与实际操作相结合的重要性，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
碰撞与动量守恒实验报告(两篇)2024
引言概述：本实验报告旨在探讨碰撞与动量守恒原理，并通过实验验证该原理的有效性。
动量守恒是一个基本的物理原理，适用于各种物体的碰撞问题。
在实验中，我们将通过进行不同类型的碰撞实验来观察和分析碰撞前后物体的动量变化，并据此验证动量守恒原理。
正文内容：1. 碰撞类型及动量守恒原理1.1 弹性碰撞弹性碰撞是指两个物体在碰撞过程中动能和动量都得到守恒的碰撞类型。
在弹性碰撞中，碰撞物体之间相互作用力的大小和方向完全相反，并且动量总和在碰撞前后保持不变。
根据动量守恒原理，我们可以通过测量碰撞前后物体的速度和质量来计算和验证动量守恒。
1.2 非弹性碰撞非弹性碰撞是指两个物体在碰撞过程中不完全弹性恢复的碰撞类型。
在非弹性碰撞中，碰撞物体之间存在能量损失，并且在碰撞后分别以不同速度进行运动。
尽管动能不能守恒，但动量守恒仍然保持不变。
我们可以通过测量碰撞前后物体的速度和质量，以及所损失的能量来验证动量守恒。
2. 实验器材和步骤2.1 实验器材本实验所需的器材包括：弹性碰撞车、非弹性碰撞车、轨道、计时器、测量工具等。
2.2 实验步骤(1) 设置轨道和安装弹性碰撞车。
(2) 确保弹性碰撞车和非弹性碰撞车的初始位置和速度。
(3) 开始实验，并使用计时器记录碰撞前后物体的运动时间。
(4) 测量物体的质量，并记录实验数据。
(5) 重复实验，得出平均值并计算动量变化。
3. 实验结果和数据分析3.1 弹性碰撞实验结果我们进行了一系列弹性碰撞实验，并测量了碰撞前后物体的速度和质量。
通过计算动量的变化，我们发现动量在碰撞前后保持不变的结果与动量守恒原理相一致。
3.2 非弹性碰撞实验结果我们进行了一系列非弹性碰撞实验，并测量了碰撞前后物体的速度和质量。
通过计算动量的变化和能量损失，我们发现动量在碰撞前后仍然保持不变，验证了动量守恒原理的有效性。
4. 实验误差和改进4.1 实验误差来源实验误差主要来自于实验仪器的精确度、人为操作的不准确性以及环境因素的干扰等。
关于弹性碰撞实验报告
一、实验目的1. 演示弹性碰撞现象，验证动量守恒定律和能量守恒定律。
2. 掌握弹性碰撞实验的操作方法，提高实验技能。
3. 深入理解弹性碰撞的基本原理，培养科学思维。
二、实验原理1. 弹性碰撞：当两个物体发生碰撞时，如果碰撞过程中动能和动量均守恒，则称为弹性碰撞。
2. 动量守恒定律：在碰撞过程中，两个物体的总动量保持不变。
3. 能量守恒定律：在碰撞过程中，两个物体的总动能保持不变。
三、实验装置与器材1. 实验装置：弹性碰撞演示仪、平板、小球、秒表、尺子、刻度尺等。
2. 实验器材：两个小球、平板、弹性碰撞演示仪、秒表、尺子、刻度尺等。
四、实验步骤1. 将弹性碰撞演示仪放置在平板上，确保仪器平稳。
2. 将两个小球放置在演示仪的起始位置，调整小球与平板的距离，使碰撞点与平板中心对齐。
3. 用秒表记录小球碰撞前后的速度，分别测量小球与平板接触前的速度v1和碰撞后的速度v2。
4. 重复实验多次，记录不同实验条件下的速度数据。
5. 利用刻度尺测量小球与平板接触前的距离，计算碰撞过程中的位移。
6. 分析实验数据，验证动量守恒定律和能量守恒定律。
五、实验结果与分析1. 动量守恒定律验证通过实验数据，计算碰撞前后的总动量，验证动量守恒定律。
假设小球1的质量为m1，速度为v1；小球2的质量为m2，速度为v2。
实验前总动量：P1 = m1 v1 + m2 v2实验后总动量：P2 = m1 v1' + m2 v2'其中，v1'和v2'分别为小球1和2碰撞后的速度。
通过计算P1和P2，验证动量守恒定律是否成立。
2. 能量守恒定律验证通过实验数据，计算碰撞前后的总动能，验证能量守恒定律。
假设小球1的初动能为E1，小球2的初动能为E2；小球1的末动能为E1'，小球2的末动能为E2'。
实验前总动能：E1 = 1/2 m1 v1^2 + 1/2 m2 v2^2实验后总动能：E2 = 1/2 m1 v1'^2 + 1/2 m2 v2'^2通过计算E1和E2，验证能量守恒定律是否成立。
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大学物理仿真实验
——碰撞与动量守恒
实
验
报
告
姓名：
班级：
学号：
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 1、m 2，且m 1>m 2，用物理天平称m 1、m 2的质量（包括挡光片）。
将两滑块分别装上弹簧钢圈，滑块m 2置于两光电门之间（两光电门距离不可太远），使其静止， 用m 1碰m 2，分别记下m 1通过第一个光电门的时间Δt 10和经过第二个光电门的时间Δt 1， 以及m 2通过第二个光电门的时间Δt 2，重复五次，记录所测数据，数据表格自拟，计算p p ∆、E E
∆。
（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
（1）a=0时，测量m 、m ’、m e 、s 、v 1、v 2，计算势能增量mgs 和动能增量22211(')()2
e m m m v v ++-,重复五次测量，数据表格自拟。
（2）0a ≠时，（即将导轨一端垫起一固定高度h ，sin h l
α=），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
i i m ν∑=恒量 （1）
实验中用两个质量分别为m 1、m 2的滑块来碰撞（图4.1.2-1），若忽略气流阻力，根据动量守恒有
1102201122m v m v m v m v +=+（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；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心碰撞。
当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时，忽略气流阻力，且不受他任何水平方向外力的影响，因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。
由于滑块作一维运动，式（2）中矢量v 可改成标量 ， 的方向由正负号决定，若与所选取的坐标轴方向相同则取正号，反之，则取负号。
1．完全弹性碰撞
完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即
由（3）、（4）两式可解得碰撞后的速度为
如果v20=0，则有
动量损失率为
能量损失率为
理论上，动量损失和能量损失都为零，但在实验中，由于空气阻力和气垫导轨本身的原因，不可能完全为零，但在一定误差范围内可认为是守恒的。
2.完全非弹性碰撞
碰撞后，二滑块粘在一起以10同一速度运动，即为完全非弹性碰撞。
在完全非弹性碰撞中，系统动量守恒，动能不守恒。
在实验中，让v20=0，则有
动量损失率
动能损失率
3．一般非弹性碰撞
一般情况下，碰撞后，一部分机械能将转变为其他形式的能量，机械能守恒在此情况已不适用。
牛顿总结实验结果并提出碰撞定律：碰撞后两物体的分离速度与碰撞前两物体的接近速度成正比，比值称为恢复系数，
恢复系数e由碰撞物体的质料决定。
E值由实验测定，一般情况下0<e<1，当e=1时，为完全弹性碰撞；e=0时，为完全非弹性碰撞。
4.验证机械能守恒定律
如果一个力学系统只有保守力做功，其他内力和一切外力都不作功，则系统机械能守恒。
如图4.1.2-2所示，将气垫导轨一端加一垫块，使导轨与水平面成α角，把质量为m的砝码用细绳通过滑轮与质量m’的滑块相连，滑轮的等效质量为m e，根据机械能守恒定律，有
式中s为砝码m下落的距离，v1和v2分别为滑块通过s距离的始末速度。
如果将导轨调成水平，则有
在无任何非保守力对系统作功时，系统机械能守恒。
但在实验中存在耗散力，如空气阻力和滑轮的摩擦力等作功，使机械能有损失，但在一定误差范围内可认为机械能是守恒的。
四、实验仪器及使用方法：
1、气垫导轨装置：
主要由气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等。
运用本实验仪器可做多种实验，比如平均速度和瞬时速度、匀速直线运动的研究、牛顿第二定律的验证、完全非弹性碰撞、非完全弹性碰撞、重力势能与平动动能等。
气垫导轨是以空气作为润滑剂，近似无摩擦的力学实验装置。
导轨由优质三角铝合金管制成，长约 2m，斜面宽度约7cm，管腔约18.25cm，一端密封，一端通入压缩空气。
铝管向上的两个外表面钻有许多喷气小孔，压缩空气进入管腔后，从小孔喷出。
导轨的一端装有滑轮，导轨的二端装有缓冲弹簧，整个导轨安装在工字梁上，梁下有三个支脚，调节支脚螺丝使气垫保持水平。
2、滑块和挡光片：
滑块采用特制的带有五条细螺纹槽的人字型铝合金，便于安装各种附件，下表面与气轨相吻合，碰撞中心在质心平面内。
挡光片的结构分长方型和U型两种。
3、滑块的接触面：
不同的接触面导致不同的碰撞效果。
4、光电门：
光电计时系统由光电门和数字毫秒计或电脑计时器构成。
光电门安装在气轨上，时间由数字毫秒计或电脑计时器测量。
5、电脑计时器
6、气源：
气源是向气垫导轨管腔内输送压缩空气的设备。
要求气源有气流量大、供气稳定、噪音小、能连续工作的特点，一般实验室采用小型气源，气垫导轨的进气口用橡皮管和气源相连，进入导轨内的压缩空气，由导轨表面上的小孔喷出，从而托浮起滑块，托起的高度一般在 0.1mm以上。
五、实验数据记录与处理：
1、完全弹性碰撞：
2、一般非弹性碰撞：
3、完全非弹性碰撞：
六、实验结果及误差分析：
结果：
在误差允许范围内，三种碰撞基本符合动量守恒规律。
E值在实验测定，当e=1时，为完全弹性碰撞；e=0时，为完全非弹性碰撞，0<e<1时，为一般弹性碰撞
误差分析：
1、实验中，物块在滑动时，受到一些摩擦力，产生实验误差。
2、另外可能气垫导轨未真正调平，使一部分重力做功，影响了实验的准确性。
3、实验仪器的精确度未达到要求。
七、思考题：
1、碰撞前后系统总动量不相等，试分析其原因。
答：
碰撞前后系统总动量不相等，原因如下：
1在实验中，物块在滑动时，受到一些摩擦力，产生实验误差
2可能气垫导轨未真正调平，使一部分重力做功，影响了实验的准确性，导致了系统总动量不守恒。
2、恢复系数e的大小取决于哪些因素？
答：恢复系数e的大小取决于碰撞接触面的特性，碰撞物体的质料。
3、你还能想出验证机械能守恒的其他方法吗？
答：由一个1/4半径为R圆弧形轨道和直线型轨道光滑连接起来，要求轨道近似光滑，另一小球在圆弧形轨道上最高点紧贴内壁自由下落，在直线型轨道上放置两个光电门，根据时间差和路程测得速度v。
圆弧形轨道，代入公式计算并比较重力势能减少量mgh与动能增加量1/2mv^2。