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1、.大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告碰 撞 和 動(dòng) 量 守 恒班級:信息1401姓名:龔順學(xué)號:201401010127【實(shí)驗(yàn)?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(jì)進(jìn)行試驗(yàn)。2 進(jìn)一步加深對動(dòng)量守恒定律的理解,理解動(dòng)能守恒和動(dòng)量守恒的守恒條件?!緦?shí)驗(yàn)原理】當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)所受和外力為零時(shí),系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒,即有若參加對心碰撞的兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為m1 和 m2 ,碰撞前后的速度分別為v 10 、v 20 和v 1 、 v 2。1, 完全彈性碰撞在完全彈性碰撞中,動(dòng)量和能量均守恒,故有:取 v 20=0 ,聯(lián)立以上兩式有:動(dòng)量損失率:動(dòng)能損失率:2, 完全非彈性碰撞碰撞后兩物體粘在一起,具有
2、相同的速度,即有:仍然取 v 20=0,則有:動(dòng)能損失率:.動(dòng)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(dòng)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)v 20=0 時(shí)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(dòng)能損失的大小。當(dāng) e=1 時(shí),為完全彈性碰撞;e=0 時(shí),為完全非彈性碰撞;0e1 時(shí),為一般非彈性碰撞。動(dòng)量損失:動(dòng)能損失:【實(shí)驗(yàn)儀器】本實(shí)驗(yàn)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(jì)時(shí)裝置等【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】一、氣墊導(dǎo)軌調(diào)平及數(shù)字毫秒計(jì)的使用1、氣墊導(dǎo)軌調(diào)平打開氣源,放上
3、滑塊,觀察滑塊與軌面兩側(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(dòng),或做極緩慢的來回滑動(dòng)為止。動(dòng)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(gè)相距 60cm 的光電門,如果滑塊通過兩光電門的時(shí)間差小于 1ms,便可認(rèn)為軌道已經(jīng)調(diào)平。本實(shí)驗(yàn)采用動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。.2、數(shù)字毫秒計(jì)的使用使用 u 型擋光片,計(jì)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(gè)相距 40cm 的光電門之間,使其靜止,使大滑塊 m1 以速度 v 10去碰撞 m2,從計(jì)時(shí)器上讀出碰撞前后通過s 距離所用的時(shí)間 t10,t 1, t2.記錄數(shù)據(jù)。二、重復(fù) 5 次測量,
4、計(jì)算動(dòng)量和動(dòng)能損失。損失率小于5%即可認(rèn)為是動(dòng)量守恒的。三、將兩個(gè)鋼圈換成兩個(gè)尼龍搭扣,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。四、 將尼龍搭扣換成非彈性碰撞器,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。【數(shù)據(jù)處理】一、完全彈性碰撞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).二 一般非彈性碰撞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)三 完全非彈性碰撞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】1 完全彈性碰撞由實(shí)驗(yàn)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(dòng)量和機(jī)械能同時(shí)守恒。2 一般非彈性碰撞由實(shí)驗(yàn)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(dòng)量守恒。3 完全非彈性碰撞由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知, 當(dāng)相互作用力是完全非彈性力, 此時(shí)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(dòng)量守恒。【思考題】1、碰撞前后系統(tǒng)總動(dòng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果。2、恢復(fù)系數(shù)e 的大小取決
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