碰撞实验实验报告

1 / 9 碰撞实验实验报告 实验二 碰撞实验报告 14级软件工程班 候梅洁 14047021 【实验目的】 1.掌握气垫导轨的水平调整、光电门及电脑通用计数器的使用。 2.学会使用物理天平。 3.用对心碰撞特例检验动量守恒定律。 4.了解动量守恒定律和动能守恒的条件。 碰撞前后的动量关系为： m1u1=v2动能变化为： Ek=1/2v22-1/2m1u12 【实验步骤】 1.用物理天平校验两滑块的的质量 m1及 m2，经测量 m1=、 m2= 2.用游标卡尺测出两挡光物的有效遮光宽度，本实验中 s1= s2= 3.将气垫导轨调水平。 粗调：调节导轨下的三只底脚螺丝，使导轨大致水平。 静态调平：接通气源，将滑块放在导轨上，这时滑块在导轨上自由运动，调节导轨的单脚底螺丝，使滑块基本静止 动态调平：将两个安装在到导轨上的光电门相距60cm左右。在滑块上安放 u型挡光片，接电脑通用计数器的2 / 9 电源，打开电源开关，将电脑计数器功能置于“ s2”挡。轻轻推动滑块，分别读出遮光片通过两个光电 门的时间 t1和 t2，它们不等，则反复强调单脚螺丝，使它们相差不超过千分之几秒，此时可认为气垫导轨基本水平。 4.完全弹性碰撞 适当放置光电门的位置，使它能顺利测出两个滑块碰撞前后的 速度，并在可能的情况下，使两个光电门的距离小些。每次碰撞时，大滑块的速度不要太大，让两个滑块完全碰撞两次，分别记录每次的滑块的速度并结算出： 【注意事项】 1.严格按照在操作规范使用物理天平； 2.严格按照气垫导轨操作规则； 3.给滑块速度时速度要平稳，不应使滑块产生摆动；挡光框 应与滑块运动方向一致，且其遮光边缘应与滑块运动方向垂直； 4.挡光框应与滑块之间应固定牢固，防止碰撞时相对位置改变，影响测量精度。 【思考题】 1.动量守恒定律成立的条件是什么？系统所受的外力之和为 0 2.滑块距光电门近些好还是远些好？两光电门间近些好还是远些好？为什么？ 滑块距光电门近些好，两光电门间近些好，因为气3 / 9 垫导轨上仍然是存在微小的摩擦的，滑块和光电门之间、两光电门之间的距离尽可能的小，可以减小实验误差。 【实验结果与分析】 第一 组实验： m1 : u1=/s v1=-/s m2 : u2=-/s u2=/s 计算得： e1= 第二组实验： m1 ： u1=/s v1=-/s m2 ： u2=-/sv2=/s 计算得： e2= 根据完全弹性碰撞的定义，理论上所求的 e1、 c1、 e2、 c2都应该等于 1.实验出现这样的结果，原因可能是： 1.由于气轨上各处气流分布不均匀导致滑块受阻力 2.室内空气流动导致滑块受空气阻力 3.气垫导轨未调平，滑块的重力做功 4.实验仪器存在故障 5.测量误差，因为无论是再精良的仪器总是会有误差的，不可能做到绝对准确 6.操作误差，两滑块接触面粗糙 7.两滑块不是正面碰撞 【实验心得】 在我们小组的实验过程中，第一次实验的两组测量值出现较大 偏差，表现为计算得出的 e 和 c 远小于 1，我们在同一台仪器上再次进行多次测量，得出的结果仍然存在比较大的误差。 本次实验让我们熟悉了物理天平，掌握气垫导轨的4 / 9 水平调整、光电门及电脑通用计数器的使用。同时通过自己的操作利用对心碰撞验证了动量守恒定律，从而使我们更加深入 地理解力学原理，实验中遇到了问题，我们经过努力分析后解决问题，让我们学会了许多。 弹性碰撞演示实验实验报告 姓名：杨倩倩学号： 11122290 教师：戴晔 实验名称 弹性碰撞演示仪 实验目的 本次实验用于演示正碰撞和动量守恒定律，形象地显现弹性碰撞的情形。 实验原理 动量守恒定律 m1v1 + m2v2 = m1v1 +m2v2 由动量守恒定律可知 ,如果正碰撞的两球，碰前速度分别为 v1和 v2,碰 撞后的速度分别为 v1和 v2,质量分别为m1和 m2 实验器材 1、底座、支架、钢珠拉线、调节螺丝 2、技术指标： 钢球质量： m=7* 直径： d=7*35mm 拉线长度： l=550mm 实验操作与现象 5 / 9 1、调整仪器，使得七个钢球的球心位于同一水平线上。 2、将仪器一端的一个钢球拉起来后，松手，则钢球正碰下一个钢球，末端的一个钢球弹起，继而，又碰下一个钢球，另一端的钢球弹起，循环不已，中间的五个不动。 3、拉起仪器一端的两个钢球重复上述操作，结果另一端的两个钢球弹起，中间的三个不动。 4、改变拉起钢球的数量重复上述操作，观察结果，每次会有另一端的相同数量的钢球弹起。 注意事项 操作前一定要使七个钢球的球心位于同一水平线上，否则现象不明显。 大学物理仿真实验 碰撞与动量守恒 实 验 报 告 一、 实验简介： 动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中占有非常重要的地位。力学中的运动定理 和守恒定律最初是冲牛顿定律导出来的，在现代物理学所研究的领域中存在很多牛顿定律不适用的情况，例如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律和相互作用等，但是能量守恒定律仍然有效。因此，能量守恒定律成为了比6 / 9 牛顿定律更为普遍适用的定律。 本实验的目的是利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定律。定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重 要意义。同时通过实验还可提高误差分析的能力。 二、实验内容： 1研究三种碰撞状态下的守恒定律 取两滑块 m1、 m2，且 m1m2，用物理天平称 m1、 m2的质量。 将 两滑块分别装上弹簧钢圈，滑块 m2置于两光电门之间，使其静止， 用 m1 碰 m2，分别记下 m1 通过第一个光电门的时间 t10 和经过第二个光电门的时间 t1， 以及 m2通过第二个光电门的时间 t2，重复五次，记录所测数据，数据表格自 拟，计算 、 。 分别在两滑块上换上尼龙搭扣，重 复上述测量和计算。 分别在两滑块上换上金属碰撞器，重复上述测量和计算。 2验证机械能守恒定律 a=0 时，测量 m、 m、 me、 s、 v1、 v2，计算势能增量 mgs和动能增量 ，重复五次测量，数据表格自拟。 7 / 9 量。 时，重复以上测 三、实验原理： 如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该力学系统总动量守恒或在某方向上守恒，即 实验中用两个质量分别为 m1、 m2 的滑块来碰撞，若忽略气流阻力， 根据动量守恒有 对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器， 我们可用钢圈作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心碰撞。 当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时，忽略气流阻力，且不受他任何水平方向外 力的影响，因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。由于滑块作一维运动，式中矢量 v 可改成标量 ， 的方向由正负号决定，若与所 选取的坐标轴方向相同则取正号，反之，则取负号。 1完全弹性碰撞 8 / 9 完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即 由、两式可解得碰撞后的速度为 如果 v20=0，则有 动量损失率为 能量损失率为 理论上，动量损失和能量损失都为零，但在实验中，由于空气阻力和气垫导轨本身 的原因，不可能完全为零，但在一定误差范围内可认为是守恒的。 2.完全非弹性碰撞 碰撞后，二滑块粘在一起以 10同一速度运动，即为完全非弹性碰撞。在完全非弹