大学物理仿真实验报告——碰撞与动量守恒.docx

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1、大学物理仿真实验实验报告碰撞与动量守恒班级：信息1401姓名：龚顺学号:2【实验目得】:1了解气垫导轨得原理，会使用气垫导轨与数字毫秒计进行试验.2进一步加深对动量守恒定律得理解，理解动能守恒与动量守恒得守恒条件。【实验原理】当一个系统所受与外力为零时，系统得总动量守恒，即有若参加对心碰撞得两个物体得质量分别为ｍ1与m2，碰撞前后得速度分别为V１０、V２０与V1、V2.1，完全弹性碰撞在完全弹性碰撞中，动量与能量均守恒,故有：取V20=０，联立以上两式有：动量损失率：动能损失率:2，完全非弹性碰撞碰撞后两物

2、体粘在一起,具有相同得速度,即有：仍然取V20=0,则有：动能损失率：动量损失率：3,一般非弹性碰撞中一般非弹性碰撞中,两物体在碰撞后，系统有部分动能损失，定义恢复系数:两物体碰撞后得分离速度比两物体碰撞前得接近速度即恢复系数。当Ｖ20=０时有：e得大小取决于碰撞物体得材料，其值在0～１之间。它得大小决定了动能损失得大小。当e=1时，为完全弹性碰撞；ｅ＝0时，为完全非弹性碰撞；0〈e<１时,为一般非弹性碰撞。动量损失：动能损失:【实验仪器】本实验主要仪器有气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺与光

3、电计时装置等【实验内容】一、气垫导轨调平及数字毫秒计得使用1、气垫导轨调平打开气源，放上滑块,观察滑块与轨面两侧得间隙纵向水平调节双支脚螺丝，横向水平调节单支脚，直到滑块在任何位置均保持不动,或做极缓慢得来回滑动为止。动态法调平，滑块上装挡光片,使滑块以缓慢速度先后通过两个相距60cｍ得光电门，如果滑块通过两光电门得时间差小于1ms，便可认为轨道已经调平.本实验采用动态调节。２、数字毫秒计得使用使用U型挡光片，计算方式选择B档。二滑块上分别装上弹簧圈碰撞器.将小滑块m2置于两个相距40ｃm得光电门之间，使其

4、静止,使大滑块ｍ1以速度V１0去碰撞m2，从计时器上读出碰撞前后通过S距离所用得时间t１0，t１，t2、记录数据.二、重复5次测量,计算动量与动能损失。损失率小于5％即可认为就是动量守恒得。三、将两个钢圈换成两个尼龙搭扣,重复上述实验.四、将尼龙搭扣换成非弹性碰撞器,重复上述实验。【数据处理】一、完全弹性碰撞实验数据二一般非弹性碰撞实验数据三完全非弹性碰撞实验数据【实验结论】1完全弹性碰撞由实验数据可知,在完全弹性碰撞下系统内无机械能得损失，只产生机械能得转移，系统动量与机械能同时守恒。2一般非弹性碰撞由实

5、验数据知,在非弹性力得作用下，系统得一部分机械能转化为物体得内能机械能存在损失，机械能不守恒.但在允许误差范围内动量守恒。３完全非弹性碰撞由实验数据可知,当相互作用力就是完全非弹性力，此时机械能向内能得转化最大,机械能得损失最大，机械能不守恒,但此过程中动量守恒。【思考题】1、碰撞前后系统总动量不相等，试分析其原因.答:粘滞阻力，阻尼系数大小,系统恢复速度，气流速度,系统负载大小,都会影响实验结果。２、恢复系数e得大小取决于哪些因素？答:碰撞物体得材料,系统环境等。3、您还能想出验证机械能守恒得其她方法吗?

6、答：通过研究自由落体运动，单摆运动等方法可以验证。