關(guān)于彈性與非彈性碰撞的物理實驗報告

1、一，實驗原理如果一個力學系統(tǒng)所受合外力為零或在某方向上的合外力為零， 則該力學系統(tǒng)總動 量守恒或在某方向上守恒，即（1）實驗中用兩個質(zhì)量分別為m、m的滑塊來碰撞（圖4.1.2-1 ）,若忽略氣流阻力，根據(jù)動量守恒有（ 2）對于完全彈性碰撞，要求兩個滑行器的碰撞面有用彈性良好的彈簧組成的緩沖器，我們可用鋼圈作完全彈性碰撞器；對于完全非彈性碰撞，碰撞面可用尼龍搭扣、橡皮泥或油灰；一般非彈性碰撞用一般金屬如合金、鐵等，無論哪種碰撞面，必須保證是對心碰撞。當兩滑塊在水平的導軌上作對心碰撞時， 忽略氣流阻力， 且不受他任何水平方向外力的影響， 因此這兩個滑塊組成的力學系統(tǒng)在水平方向動量守恒。 由于滑塊作

2、一維運動， 式（ 2）中矢量 v 可改成標量， 的方向由正負號決定，若與所選取的坐標軸方向相同則取正號，反之，則取負號。1 完全彈性碰撞完全彈性碰撞的標志是碰撞前后動量守恒，動能也守恒，即（ 3）（ 4）由（ 3）、（4）兩式可解得碰撞后的速度為如果V20 = 0,貝U有（ 7）（ 8）動量損失率為（ 9）能量損失率為（ 10）理論上， 動量損失和能量損失都為零， 但在實驗中， 由于空氣阻力和氣墊導軌本身的原因，不可能完全為零，但在一定誤差范圍內(nèi)可認為是守恒的。2. 完全非彈性碰撞碰撞后，二滑塊粘在一起以 10 同一速度運動，即為完全非彈性碰撞。在完全非彈性碰撞中，系統(tǒng)動量守恒，動能不守恒。（

3、 11）在實驗中，讓V20=0,則有（ 12）（ 13）動量損失率（ 14）動能損失率15)3 一般非彈性碰撞一般情況下， 碰撞后， 一部分機械能將轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰浚?機械能守恒在此情況已不適用。 牛頓總結(jié)實驗結(jié)果并提出碰撞定律： 碰撞后兩物體的分離速度與碰撞前兩物體的接近速度成正比，比值稱為恢復系數(shù)，即（ 16）恢復系數(shù)e由碰撞物體的質(zhì)料決定。E值由實驗測定，一般情況下 0em,用物理天平稱 m、m的質(zhì)量（包括擋光片）。 將兩滑塊分別裝上彈簧鋼圈，滑塊m2 置于兩光電門之間（兩光電門距離不可太遠），使其靜止，用m碰m,分別記下m通過第一個光電門的時間110和經(jīng)過第二個光電門的時間Ati,

4、以及m通過第二個光電門的時間 t2,重復五次，記錄所測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表格自 擬，計算 、 。（ 2 ）分別在兩滑塊上換上尼龍搭扣，重復上述測量和計算。（ 3 ）分別在兩滑塊上換上金屬碰撞器，重復上述測量和計算。2 驗證機械能守恒定律（1） a=0時，測量 m mi、m、s、vi、V2,計算勢能增量 mgs和動能增量，重復 五次測量，數(shù)據(jù)表格自擬。（ 2 ） 時，（即將導軌一端墊起一固定高度h， ），重復以上測量。四，數(shù)據(jù)處理完全彈性碰撞數(shù)據(jù)處理一般非彈性碰撞數(shù)據(jù)處理完全非彈性碰撞數(shù)據(jù)處理：1碰撞前后系統(tǒng)總動量不相等，試分析其原因。答： 滑塊在碰撞過程中總會有能量的損失， 碰撞時的發(fā)聲， 發(fā)熱等都有能量的損失。所以，碰撞前后系統(tǒng)總動量不相等。2