实验目的:
研究在弹性碰撞的过程中,相互作用的物体系统动量守恒。
实验原理:
一个质量较大的小球从斜槽滚下来,跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。由于两小球下落的高度相同,所以它们的飞行时间相等,这样如果用小球的飞行时间作时间单位,那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此,只要分别测出两小球的质量m
1、m
2,和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s
1,以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s
1'和s
2',若m
1s
1在实验误差允许范围内与m
1s
1'+m
2s
2'相等,就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。
实验器材:
碰撞实验器(斜槽、重锤线),两个半径相等而质量不等的小球;白纸;复写纸;天平和砝码;刻度尺,游标卡尺(选用),圆规。
实验步骤:
1、用天平测出两个小球的质量m
1、m
2。
2、安装好实验装置,将斜槽固定在桌边,并使斜槽末端点的切线水平。
3、在水平地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸。
4、在白纸上记下重锤线所指的位置O,它表示入射球m
1碰前的位置。
5、先不放被碰小球,让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下,重复10次,用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。
6、把被碰球放在小支柱上,调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度,确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触而发生正碰。
7、再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下,使两球发生正碰,重复10次,仿步骤(5)求出入射小球的落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。
8、过O、N作一直线,取OO'=2r(可用游标卡尺测出一个小球的直径,也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离),O'就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。
9、用刻度尺量出线段OM、OP、O'N的长度。
10、分别算出m
1·与m
1·+m
2·的值,看m
1·与m
1·+m
2·在实验误差允许的范围内是否相等。
注意事项:
1、应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。
2、要调节好实验装置,使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平,小支柱与槽口间距离使其等于小球直径,而且两球相碰时处在同一高度,碰撞后的速度方向在同一直线上。
3、每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下,可在斜槽上适当高度处固定一档板,使小球靠着挡板,然后释放小球。
4、白纸铺好后不能移动。
伏安法测电阻:
实验原理:
欧姆定律。因此只要用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电流,用R=U/I即可得到阻值。
伏安法测电阻的两种接法: 1、电流表外接法:在电压表的内阻远远大于Rx时,使用(此时I
0≈0);
2、电流表内接法:在电流表的内阻远远小于Rx时,使用(此时V
0≈0)。
3、当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时,可根据:R
AR
V>R
x2时,采用电流表外接法;当R
AR
V<R
x2时,采用电流表内接法来确定。(口决:“大内小外”,即内接法适合测大电阻结果偏大,外接法适合测小电阻测量结果偏小)
4、如果不知道R
x,R
V,R
A的阻值,可用试触法,即通过不同的电表连接方式的电路,看电压表电流变化情况。如果电流表变化明显,说明电压表内阻对电路影响大,应选用电流表内接法同理,若电压表变化明显选用电流表外接法(简记为电流内接→电流表变化大;电压外接→电压表变化大)。
滑动变阻器的两种接法:
1、限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先考虑限流电路。
2、分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图,其输出电压由ap之间的电阻决定,这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路:
①要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。
②滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。
③电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。