大學(xué)物理仿真實驗報告——碰撞與動量守恒

1、大學(xué)物理仿真實驗實驗報告碰 撞 和 動 量 守 恒班級：信息1401 姓名： 龔順 學(xué)號： 201401010127 【實驗?zāi)康摹浚? 了解氣墊導(dǎo)軌的原理，會使用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字毫秒計進(jìn)行試驗。2 進(jìn)一步加深對動量守恒定律的理解，理解動能守恒和動量守恒的守恒條件?！緦嶒炘怼慨?dāng)一個系統(tǒng)所受和外力為零時，系統(tǒng)的總動量守恒，即有若參加對心碰撞的兩個物體的質(zhì)量分別為m1和m2 ，碰撞前后的速度分別為V10 、V20和V1 、V2。1， 完全彈性碰撞在完全彈性碰撞中，動量和能量均守恒，故有：取V20=0，聯(lián)立以上兩式有：動量損失率：動能損失率：2， 完全非彈性碰撞碰撞后兩物體粘在一起，具有相同的速度，即

2、有：仍然取V20=0，則有：動能損失率：動量損失率：3，一般非彈性碰撞中一般非彈性碰撞中，兩物體在碰撞后，系統(tǒng)有部分動能損失，定義恢復(fù)系數(shù)：兩物體碰撞后的分離速度比兩物體碰撞前的接近速度即恢復(fù)系數(shù)。當(dāng)V20=0時有：e的大小取決于碰撞物體的材料，其值在01之間。它的大小決定了動能損失的大小。當(dāng)e=1時，為完全彈性碰撞；e=0時，為完全非彈性碰撞；0<e<1時，為一般非彈性碰撞。動量損失：動能損失：【實驗儀器】 本實驗主要儀器有氣軌、氣源、滑塊、擋光片、光電門、游標(biāo)卡尺、米尺和光電計時裝置等【實驗內(nèi)容】一、氣墊導(dǎo)軌調(diào)平及數(shù)字毫秒計的使用1、氣墊導(dǎo)軌調(diào)平打開氣源，放上滑塊，觀察滑塊與軌

3、面兩側(cè)的間隙縱向水平調(diào)節(jié)雙支腳螺絲，橫向水平調(diào)節(jié)單支腳，直到滑塊在任何位置均保持不動，或做極緩慢的來回滑動為止。動態(tài)法調(diào)平，滑塊上裝擋光片，使滑塊以緩慢速度先后通過兩個相距60cm的光電門，如果滑塊通過兩光電門的時間差小于1ms，便可認(rèn)為軌道已經(jīng)調(diào)平。本實驗采用動態(tài)調(diào)節(jié)。2、數(shù)字毫秒計的使用使用U型擋光片，計算方式選擇B檔。二 滑塊上分別裝上彈簧圈碰撞器。將小滑塊m2置于兩個相距40cm的光電門之間，使其靜止，使大滑塊m1以速度V10去碰撞m2，從計時器上讀出碰撞前后通過S距離所用的時間t10，t1，t2.記錄數(shù)據(jù)。二、重復(fù)5次測量，計算動量和動能損失。損失率小于5%即可認(rèn)為是動量守恒的。三、

4、將兩個鋼圈換成兩個尼龍搭扣，重復(fù)上述實驗。四、 將尼龍搭扣換成非彈性碰撞器，重復(fù)上述實驗?！緮?shù)據(jù)處理】一、完全彈性碰撞實驗數(shù)據(jù)二 一般非彈性碰撞實驗數(shù)據(jù)三 完全非彈性碰撞實驗數(shù)據(jù)【實驗結(jié)論】1 完全彈性碰撞由實驗數(shù)據(jù)可知，在完全彈性碰撞下系統(tǒng)內(nèi)無機(jī)械能的損失，只產(chǎn)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)動量和機(jī)械能同時守恒。2 一般非彈性碰撞由實驗數(shù)據(jù)知，在非彈性力的作用下，系統(tǒng)的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能機(jī)械能存在損失，機(jī)械能不守恒。但在允許誤差范圍內(nèi)動量守恒。3 完全非彈性碰撞由實驗數(shù)據(jù)可知，當(dāng)相互作用力是完全非彈性力，此時機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化最大，機(jī)械能的損失最大，機(jī)械能不守恒，但此過程中動量守恒?！舅伎碱}】1、碰撞前后系統(tǒng)總動量不相等，試分析其原因。答：粘滯阻力，阻尼系數(shù)大小，系統(tǒng)恢復(fù)速度，氣流速度，系統(tǒng)負(fù)載大小，都會影響實驗結(jié)果。2、恢復(fù)系數(shù)e的大小取決于