实验三十 验证动量定理（恒力）

实验三十 验证动量定理（恒力）

动量定理是物理学中描述物体动量变化与所受冲量之间关系的重要定理。本实验通过测量小车在不同拉力作用下的运动数据，验证动量定理的正确性。实验采用光电门传感器和数据采集器等现代实验设备，通过计算动量变化和冲量的相对误差，验证动量定理的正确性。

实验器材

本实验实验器材与实验十四相同。

实验操作（通用软件）

1 小车上安装宽度为 0.020 m 的“Ⅰ”型挡光片，用天平称出小车的总质量m（kg）及吊桶和砝码的总质量m1（kg）；（此次实验m= 0.422 kg）；
2 将两只光电门传感器分别接入数据采集器的第一、二通道，将传感器固定在多用力学轨道上；
3 调整轨道水平，将吊桶通过牵引绳与小车连接，使其对小车施加拉力；
4 单击“计算表格”，单击“变量”，启动“挡光片经过两个光电门的时间”功能；
5 单击“开始”，令小车在拉力的作用下在轨道上运动，使挡光片依次通过两光电门传感器，测得挡光时间t一通道、t二通道和从光电门 1 到光电门 2 的运行时间t一二，结果记录在表格中；
6 逐渐增加砝码数量，以增大对小车的拉力，按照上述步骤，测出不同拉力下的数值；
7 在计算表格中，增加变量“m”和“m1”，分别代表小车、小桶与砝码的质量，并输入相应数值；
8 添加“拉力”、“动量变化”、“冲量”的自由表达式“F=m19.8”、p=m(0.020 /t二通道− 0.020 /t一通道)、I=F*t一二得出结果（图 30 – 1）；

图 30 – 1 通用软件 动量与冲量变化实验结果
9 添加“动量变化”和“冲量”的相对误差公式：n= (I−p) / ((I+p)/ 2)，结果在 1.33 % ~ 4.41 % 之间，在误差（误差n= 5 %）允许范围内二者相等。
视频地址：http://llongwill.qybee.com/lecture/14480。