碰撞打靶实验中的能量损失研究.ppt

物理实验论文,07005312吴立军,碰撞打靶实验中的能量损失研究,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,简要提纲,问题提出实验过程数据处理总结分析,实验装置,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,提出问题,撞击球运动到被撞球的过程两球碰撞过程被撞球平抛过程,h,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,实验原理,单摆初始位置,经过一个周期小球回到右边的最高点,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,实验原理,一个周期后回到最高点后，观察到产生的高度差为h，可知在这一个周期中的能量损失为mgh。因为过程，即撞击球碰到被撞击球时，单摆运动时间为，故过程中损失的能量E1=mgh/4。,.撞击球运动到被撞球的过程.两球碰撞过程.被撞球平抛过程,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,实验原理,.撞击球运动到被撞球的过程.两球碰撞过程.被撞球平抛过程,在测量碰撞过程中的能量损失前，我们先测过程平抛运动中的小球由于空气阻力而损失的能量。平抛运动的水平位移为x，小球质量为m，立柱高度b，小球半径为r，y=b+r。自由落体方程式：b=g/2（1）小球到达底板时的水平速度:v=x/t，将其代入(1)式得小球到达底板时水平方向的动能=（2）,则过程中的能量损失,同理,可以计算出小球落在调整过的底板上时小球的水平方向的动能为,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,实验原理,。,.撞击球运动到被撞球的过程.两球碰撞过程.被撞球平抛过程,x2,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,逆向思维,然而仪器限制了通过调节底板来进行以上实验，所以可以通过等距离的提高升降台和撞击球以上的悬线高度，间接的满足上面的要求。当然要经过精心的调节，保证两次实验除相对底板高度有变化外，其他条件不变。,水平方向动能,以被撞小球所在平面作为重力势能零点，则原系统的总能量E=mg（h-y）根据能量守恒定律，两球碰撞（）的能量损失,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,实验原理,.撞击球运动到被撞球的过程.两球碰撞过程.被撞球平抛过程,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,实验过程及注意项,调整仪器，使得仪器在水平面上，观察摆球的运动。多次碰撞打靶，使得撞击球球与被撞小球是对心碰撞，并且被撞小球的平抛落点在底板中心线上，固定立柱高度和单摆高度。做单摆运动，把A球固定于磁铁上面，记录高度为h1，释放小球，当小球在一个周期后回到最高点时记录最高点为h2，多次测量取平均值。做对心碰撞，多次碰撞，把碰撞点浓缩于一个圆内，以圆心为落点，测量被撞球的水平位移为x1。相应的抬高立柱与摆球的高度，摆长摆角不变，记录调节后立柱的高度为b，重复上述步骤，测得被撞球水平位移为x2。,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,实验数据,A球高度h=17.22cm表1,小球质量m=28.23gh=21.20cm小球半径r=0.96cm表2,调节后,调节前,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,数据处理,单摆过程中的能量损失：,改变底板高度前后被撞小球到达底板时的动能分别为：,平抛过程中的能量损失：,撞击过程中的能量损失：,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,数据处理能量损失比较,以被撞球的球心所在平面为重力势能零点,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,误差分析,一、测量h时是通过眼睛观测，难免有所误差，若能够通过快速闪光照相仪器测量最高点高度，则结果相对而言更为准确。二、调节等高调节两球相对于底部高度，这是一个繁琐的步骤，要求细心，在调节悬绳的长度时会有误差。,物理实验论文,碰撞打靶实验中的能量损失研究,实验结论,由以上实验数据可见，空气阻力产生的能量损失相对于总能量是很小的，所以空气阻力对于碰撞打靶的影响是并不大的，碰撞打靶的主要能量损失在于碰撞时能量损失。小球平抛过程，由于平抛的距离短，所