气垫导轨上“动量守恒定律”验证的误差分析

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气垫导轨上“动量守恒定律”验证的误差分析

作者：王会峰

来源：《价值工程》2014年第10期

摘要： 由于气垫导轨提供了低阻力环境并且采用了高精度的光电计时装置，从而不仅有效的减少了试验的误差，并且还能够做许多运动学和动力学的试验。由于其能够对多种运动情况下的动量传递进行研究，因此，通常选择它来验证动量守恒定律的试验。但是，在以往实验教学中发现，该实验的误差非常大，通过本文研究发现距离对实验结果的影响并不是很大，质量越大实验结果的标准偏差越大，在非完全弹性碰撞中速度的最佳范围是50cm/s-60cm/s。 Abstract： Air cushion guideprovides a low resistance environment and uses the photoelectric timing devicewith high accuracy， which not only effectively reduce the experimental error，test and also can do a lot of kinematics and dynamics. Due to its ability tostudy a variety of movement of the momentum transfer， therefore， it is often choseto verify the law of conservation of momentum. However， we found in previousexperimental teaching， the experimental error is very large. This paper foundthat the effect of distance on the experimental results is not great throughthis study， the standard deviation of the experimental results is more large withthe more quality， and the perfect elastic of speed in non-perfectly elasticcollision is between the 50cm/s-60cm/s. 关键词： 气垫导轨；动量守恒；误差

Key words： air cushion guide；conservation of momentum；error

中图分类号：O313.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）10-0312-02 0 引言

测量值与真值之差异称为误差，物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。本文通过对气垫导轨上“动量守恒定律”验证的误差分析，得出距离对实验结果的影响并不是很大，质量越大实验结果的标准偏差越大，在非完全弹性碰撞中速度的最佳范围是50cm/s-60cm/s。 1 实验仪器 2 实验原理

当在水平导轨上，两个滑块沿着直线做对心碰撞时，如果对滑块运动过程中受到的粘滞性阻力和空气阻力忽略不计，那么，在水平方向上，两个滑块除了受到彼此相互作用的内力外，不受其它任何力的作用。因此，两滑块的总动量在碰撞前后根据动量守恒定律是保持不变的。

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