硬币碰撞

　　用碰撞实验验证动量守恒定律，关键在于如何间接测出碰撞前后的速度。如果让质量为m的硬币在水平玻璃板上滑动，初速度为v₀，由于摩擦力f的作用，经过s距离后停止下来。

　　又。当恒定时，v₀正比于，若取s＝1厘米时的速度作为单位，那么速度在数值上就等于（s以厘米为单位），因此，可通过测量在摩擦力作用下前进的距离来表示速度的大小，这是下面实验的出发点。

　　所需的器材如下：玻璃台面，硬币（贰分2只，壹分三只），硬币发射架，直尺等。

　　硬币发射架的结构如图1．43－3所示，由底板，支架和打击杆组成。底板上开有一槽，槽宽略大于贰分硬币的直径。

　　实验1：正碰实验

　　（1）把硬币发射架放在玻璃台板上，在槽口外中心线上放一只贰分硬币，再把一只贰分硬币放入槽口，将打击杆偏离平衡位置靠在支架的定位横杆上，释放打击杆将硬币发射出去。正碰以后两硬币的速度发生交换，即原来运动的静止了，原来静止的运动了。

　　（2）将贰分硬币放入发射槽口，释放打击杆，重复多次测出硬币中心从槽口外O点到静止点的距离平均值，如图1．43－4（a）所示。再把一只壹分硬币放在O点前，使其圆心O′在发射线上，且OO′＝R＋r（R、r分别为大小硬币的半径）。然后重新发射贰分硬币，碰撞后分别测出两硬币前进的距离OB和，如图1． 43－4（b）所示。已知贰分硬币的质量m₁＝1．10克，壹分硬币的质量m₂＝0．65克，则碰撞前系统的动量

　　碰撞后系统的动量

　　将测出的数值代入上两式中，即可验证是否满足动量守恒定律。

　　（3）若取两只贰分硬币作为发射和被碰物体，在它们的边缘上涂少许浆糊或乳胶，然后让它们发生正碰，碰撞后两硬币粘合在一起，测量的结果将近似满足。

　　实验2：斜碰实验

　　取2只贰分硬币实验，首先与上述方法相似测出，然后把另一只硬币放在O′点，使OO′＝2R，且略偏于发射线。重新发射测出两硬币斜碰后静止的位置C、B，然后在OB线上截取，在OC线上截取，以和ON为边作平行四边形，如果满足动量守恒定律，刚平行四边形的对角线OP与相等，且重合在一条线上，如图1．43 －5。

　　如果没有发射架，可以用两根塑料直尺平行地放在玻璃台板上，使其间距等于贰分硬币的直径。把硬币放在两尺之间，用手指或铅笔弹击硬币，与另一贰分硬币发生斜碰以后，测出O′B和OC，以O点为一顶点，沿它们飞行的方向分别取和为边长作平行四边形，其对角线应在发射线上。

 

选自：《高中物理课外实验》