大学物理仿真实验

             ——碰撞与动量守恒

实验报告

一、  实验简介：

   动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中占有非常重要的地位。力学中的运动定理和守恒定律最初是冲牛顿定律导出来的，在现代物理学所研究的领域中存在很多牛顿定律不适用的情况，例如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律和相互作用等，但是能量守恒定律仍然有效。因此，能量守恒定律成为了比牛顿定律更为普遍适用的定律。

本实验的目的是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。

二、实验内容：

1．研究三种碰撞状态下的守恒定律

    （1）取两滑块m₁、m₂，且m₁>m₂，用物理天平称m₁、m₂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、。

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实验二

碰撞实验报告 14级软件工程班 候梅洁14047021

【实验目的】

1.掌握气垫导轨的水平调整、光电门及电脑通用计数器的使用。

2.学会使用物理天平。

3.用对心碰撞特例检验动量守恒定律。

4.了解动量守恒定律和动能守恒的条件。

碰撞前后的动量关系为：

m1u1=（m1+m2）v2

动能变化为：

ΔEk=1/2（m1+m2）v22-1/2m1u12

【实验步骤】

1.用物理天平校验两滑块的（连同挡光物）的质量m1及m2，经测量 m1=136.60g、m2=344.02g

2.用游标卡尺测出两挡光物的有效遮光宽度，本实验中Δs1=Δs2=5.00cm

3.将气垫导轨调水平。

（1）粗调：调节导轨下的三只底脚螺丝，使导轨大致水平（观察导轨上的气泡，若气泡位于最中央，说明已调平）。

（2）静态调平：接通气源，将滑块放在导轨上，这时滑块在导轨上自由运动，调节导轨的单脚底螺丝，使滑块基本静止（不会一直向单一方向运动）

（3）动态调平：将两个安装在到导轨上的光电门相距60cm左右。在滑块上安放u型挡光片，接电脑通用计数器的电源，打开电源开关，将电脑计数器功能置于“s2”挡。轻轻推动滑块，分别读出遮光片通过两个光电门的时间Δt1和Δt2，它们不等，则反复强调单脚螺丝，

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弹性碰撞演示实验实验报告

姓名：杨倩倩 学号：11122290 教师：戴晔

[实验名称] 弹性碰撞演示仪

[实验目的]

本次实验用于演示正碰撞和动量守恒定律，形象地显现弹性碰撞的情形。

[实验原理]

动量守恒定律 m1v1 + m2v2 = m1v1` +m2v2`

由动量守恒定律可知,如果正碰撞的两球，碰前速度分别为v1和v2,碰撞后的速度分别为v1`和v2`,质量分别为m1和m2

[实验器材]

1、底座、支架、钢珠（七个，且大小、质量相等）拉线、调节螺丝

2、技术指标：

钢球质量：m=7*0.2kg

直径：d=7*35mm

拉线长度：l=550mm

[实验操作与现象]

1、调整仪器，使得七个钢球的球心位于同一水平线上。

2、将仪器一端的一个钢球拉起来后，松手，则钢球正碰下一个钢球，末端的一个钢球弹起，继而，又碰下一个钢球，另一端的钢球弹起，循环不已，中间的五个不动。

3、拉起仪器一端的两个钢球重复上述操作，结果另一端的两个钢球弹起，中间的三个不动。

4、改变拉起钢球的数量重复上述操作，观察结果，每次会有另一端的相同数量的钢球弹起。

[注意事项]

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大学物理演示实验报告

机械105 ** ***

【实验名称】弹性碰撞球

【实验目的】 演示弹性碰撞，能量守恒及动量守恒定律

【实验装置】用等长绳子悬挂的平行排列小球

1,实验装置如实验原理图示: （1）一底座（ 2）—支架 （3）—钢球 （4）—拉线

（5）—调节螺丝

2,技术指标

钢球质量:m=7×0.2kg 直径:l=7×35mm 拉线长度:L=55Omm

【实验原理】

弹性碰撞：碰撞前后两球的动量和能量之和不变，两球碰撞后的速度等于碰撞前的速度。

动量守恒：由钢球组成的系统相互作用的前后满足动量守恒条件，遵循动量守恒。

在理想情况下，完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。如果两个碰撞的球质量相等，则由动量守恒和能量守恒可知，碰撞后被碰撞的小球具有与碰撞小球同样大小的速度，而碰撞小球则停止。多个小球碰撞时可以进行类似的分析。事实上，由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞或多或少会有能量损失，所以最后小球还是要停下来。

【操作步骤】

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碰撞实验论文

学院：物理科学与技术学院 专业：测控技术与仪器 学号：201210801156 姓名：柏迪 摘要：碰撞实验在物理实验中表现为气轨上两滑块的相互作用。完全弹性碰撞下，两滑块碰撞前后去势能变化，系统的动量守恒，机械能也守恒。完全弹性碰撞下，有一部分动能转化为内能，碰撞前后系统的动量守恒，而机械能不守恒。

关键词：碰撞、完全、弹性、动量、机械能、速度、守恒

（一）碰撞实验前提

（1）由于碰撞过程十分短暂，碰撞物体间的冲力远比外界阻力（如实验中气轨上滑块的摩擦阻力、空气阻力及粘滞力）大，外界阻力可以忽略，两物体组成的系统可视为孤立系统，动量守恒，但机械能不一定守恒。

（2）普通力学中碰撞速度的方向在两物体质心联系上，碰撞时的相互作用也在质心上，过碰撞简称为正碰，而普物实验中研究的是两物体的正碰。

（二）碰撞的分类

根据碰撞前后两物体是否守恒，将碰撞分为两类，总动量守恒的尾完全弹性碰撞；不守 恒的尾非完全弹性碰撞。完全弹性碰撞是理想的极端情形，实际上两物体碰撞是非弹性碰撞。如果两物体碰撞后不再分离，以同一速度运动，这是非完全弹性碰撞的极端情形，又叫完全完全非弹性碰撞。由于非完全弹性碰撞中动能一部分转化为内能且不知转化多少，研究起来比较复杂，所以普物实验中研究的是完全弹性碰撞与非完全弹性碰撞这两种极端情形下面验证动量守恒定律。

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西安交通大学高级物理实验报告

课程名称：高级物理实验         实验名称：碰撞实验                                      第 1 页 共12页

系    别：                                                    实验日期：20##年12月2日

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碰撞打靶实验报告

碰撞打靶实验仪。

被撞球3个（铁球，铜球，铝球，其中铁球和撞击球质量相等）。

实验目的、意义和要求

目的:了解自然界中物体的碰撞现象。

意义:利用碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动利用已学到的力学定律去解决打靶的实验问题。

要求:

预习实验原理的各个力学规律。

了解整个实验的过程，即从理论值到实际值的过程。

实验前应回答的问题

实验仪底盘为什么要调水平。

由x和y推导出时h0的表达式。

由x,和y计算高度差的公式,进而推导出体系在整个过程中的能量损失ΔE。 实验内容

完成实验室给出的数据表格。

选做实验——从剩余的两个小球中任选一个(建议做铝球)完成实验。

实验目的：比较被撞球的质量发生变化，或者质量和体积都发生变化时，体系的能量损失会有怎样的变化。

实验报告要求

计算碰撞前后的总能量损失ΔE。

回答课本P31,P32思考题。

实验现象记录分析，实验感想体会和建议。

参考书籍与材料

相关表格下载

碰撞打靶—表格仅供参考，数据要求记录在报告纸上。

建议问题

老师，碰撞打靶实验最后计算出来能量损耗值，是否还要计算不确定度？如果钢尺和游标卡尺上没有标明“最大误差”或“不确定度限值”，要怎么计算测量长度的不确定度？

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大学物理仿真实验报告

一． 实验目的

1.  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，

2.  定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。

3.  同时通过实验还可提高误差分析的能力。

二． 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

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

对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器，我们可用钢圈作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心碰撞。

当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时，忽略气流阻力，且不受他任何水平方向外力的影响，因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。由于滑块作一维运动，式（2）中矢量v可改成标量，的方向由正负号决定，若与所选取的坐标轴方向相同则取正号，反之，则取负号。

1.   完全弹性碰撞

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