碰撞过程中守恒定律的研究

《碰撞过程中守恒定律的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实验报告评分：系级学号姓名日期实验题目：碰撞过程中守恒定律的研究实验目的：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。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（1）实验中用两个质量分别为m1、m2的滑块来碰撞（图1），若忽略气流阻力，根据动量守恒有（2）1．完全弹性碰撞完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即（3），（4）由（3）、（4）两式

2、可解得碰撞后的速度为（5），（6）如果v20=0，则有（7），（8）动量损失率为：（9）能量损失率为：（10）实验报告评分：系级学号姓名日期理论上，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。1．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。在完全非弹性碰撞中，系统动量守恒，动能不守恒。（11）在实验中，让v20=0，则有（12），（13）动量损失率：（14）动能损失率：（15）2．一般非弹性碰撞一般情况下，碰撞后，一

3、部分机械能将转变为其他形式的能量，机械能守恒在此情况已不适用。牛顿总结实验结果并提出碰撞定律：碰撞后两物体的分离速度与碰撞前两物体的接近速度成正比，比值称为恢复系数，即（16）恢复系数e由碰撞物体的质料决定。E值由实验测定，一般情况下0m2，用物理天平称m1、m

4、2的质量（包括挡光片）。将两滑块分别装上弹簧钢圈，滑块m2置于两光电门之间（两光电门距离不可太远），使其静止，用m1碰m2，分别记下m1通过第一个光电门的时间Δt10和经过第二个光电门的时间Δt1，以及m2通过第二个光电门的时间Δt2，重复五次，记录所测数据，数据表格自拟，计算、、e。（2）分别在两滑块上换上尼龙搭扣，重复上述测量和计算。（3）分别在两滑块上换上金属碰撞器，重复上述测量和计算。实验数据与数据处理：实验原始数据：1、完全弹性碰撞m大=332.5gm小=178.0g表1测量挡光片宽度的数据表2完全弹性碰撞实验中的

5、时间实验报告评分：系级学号姓名日期表3完全弹性碰撞中各项计算数据1、完全非弹性碰撞m大=344.0gm小=185.0g表4完全非弹性碰撞实验中的时间表5完全非弹性碰撞中各项计算数据2、一般非弹性碰撞m大=329.8gm小=174.0g表4一般非弹性碰撞实验中的时间实验报告评分：系级学号姓名日期表7一般非弹性碰撞中各项计算数据实验结论：（1）从上述三次实验可知，在一定实验误差范围内可以认为：两滑块碰撞过程中动量守恒。在完全弹性碰撞过程中，系统能量守恒，恢复系数为1，完全非弹性碰撞过程中，系统能量损失率最高，恢复系数为0，一般非

6、弹性碰撞过程中，能量损失率较大，恢复系数为0

7、前可能有一定初速度。所以碰撞前后系统总动量不相等。2．恢复系数的大小取决于哪些因素？答：恢复系数的大小取决于碰撞物体的材料、碰撞过程中冲量大小、是否是正碰、碰撞面的形状。