直线运动与碰撞.pdfVIP免费

1直线运动与碰撞伽利略（Galileo，1564——1642）是第一个对自由落体运动进行定量研究的科学家。为了将匀加速运动与自由落体运动联系起来，他指出，物体沿斜面的运动与物体垂直下落的运动具有相似的特征。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气垫技术精确地测定物体的平均速度、瞬时速度、加速度以及当地的重力加速度，通过物体沿斜面自由下滑运动来研究匀变速运动的规律，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1．平均速度和瞬时速度的测量作直线运动的物体在Δt时间内的位移为Δs，则物体在Δt时间内平均速度为tsv（1）当Δt→0时，平均速度趋近于一个极限，即物体在该点的瞬时速度。我们用v来表示瞬时速度，tsvt0lim（2）实际上直接用上式测量某点的瞬时速度是很困难的，一般在一定误差范围内，用极短的Δt内的平均速度代替瞬时速度。2．匀变速直线运动若滑块受一恒力，它将作匀变速直线运动，可采用在导轨一端加一滑轮，通过滑轮悬一重物在滑块上，也可以把气垫导轨一端垫高成一斜面来实现。采用前者可改变外力，不但可测得加速度，还可以验证牛顿第二定律。采用后者，因在测量过程中受外界干扰较小，测量误差较小，在测量加速度的基础上，还可以测量当地的重力加速度。匀变速运动方程如下：atvv0（3）2021attvs（4）2asvv2202（5）在斜面上物体从同一位置由静止开始下滑，若测得不同位置处的速度为v1，v2，v3，…，相应的时间为t1，t2，t3，…，以t为横坐标，v为纵坐标作v-t图，如果图线是一条直线，证明物体作匀加速直线运动，图线的斜率为加速度a，截距为v0。同样把v1，v2，v3，…对应处的s1，s2，s3，…测出，作tts图和sv2图，若图线是直线，则物体作匀加速直线运动，斜率分别为a21和2a，截距分别为v0和v20。3．重力加速度的测定如图4.1.1-1所示，h为垫块的高度，L为斜面长，滑块沿斜面下滑的加速度为Lhggasin（6）Lhag（7）图1.导轨垫起的斜面4．碰撞中守恒定律的...