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实验一 弹性碰撞图1-1 弹性碰撞演示仪底座钢球支架拉线拉线调节螺丝【仪器介绍】 如图1-1所示，弹性碰撞演示仪由底座、钢球、支架、拉线、拉线调节螺丝等组成。每个钢球的大小和质量均相同。【操作与现象】若干个具有相同质量和半径的小球悬挂在同一高度上。当静止时，调节每个小球的悬线长度，确保所有小球在一条直线上。将第一个小球拉起，然后释放，让其碰撞其它静止的小球，结果原先被拉起的小球会突然静止，而原先静止的最后一个小球会接过第一个球的速度，运动到第一个小球被拉起的高度，然后落下，如此来回往复。同理，可以拉起两个、三个小球进行类似的实验。注意：在实验过程中使小球的质心始终处于同一平面，否则会发生非对心碰撞从而影响到演示实验的效果；小球拉起的幅度不宜太大（建议摆角小于30），以免发生激烈碰撞而使拉线断裂。【原理解析】设两个小球的质量分别为和，它们在碰撞前的速度为和，对心碰撞后的速度为和，根据动量守恒定律有： （1-1）当两球发生完全弹性碰撞，则机械能守恒定律有： （1-2）若其中一个球静止，即时，可得碰撞后的速度为 （1-3） 如果两个小球的质量相等，即，则由式（1-3）可得 由此可知，质量相等的两个小球相碰后，第一个小球静止，第二个球获得第一个球的速度之后继续去碰撞第三个小球，以此类推，实现小球间的动量和能量的传递。事实上，由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞，会有一定的能量损失，所以最后小球还是会停下来。【知识拓展】根据动量守恒定律，当一个系统向后高速射出一个小物体时，该系统会获得与小物体相同大小、但方向相反的动量，即系统会获得向前的速度。如果系统不断向后射出小物体，则系统就会不断向前加速。火箭就是利用了动量守恒原理不断推进的。在火箭内装置了大量的燃料，燃料烧后会
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