碰撞打靶实验中的能量损失研究.pptx

会计学1碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究简要提纲简要提纲简要提纲简要提纲 问题提出问题提出问题提出问题提出 实验过程实验过程实验过程实验过程 数据处理数据处理数据处理数据处理 总结分析总结分析总结分析总结分析第1页/共17页实验装置实验装置实验装置实验装置物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究第2页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究提出问题提出问题提出问题提出问题 撞击球运动到被撞球的过程 两球碰撞过程 被撞球平抛过程第3页/共17页h物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究实验原理实验原理实验原理实验原理 单摆初始位置经过一个周期小球回到右边的最高点第4页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究实验原理实验原理实验原理实验原理 一个周期后回到最高点后，观察到产生的高度差为h，可知在这一个周期中的能量损失为mgh。因为过程，即撞击球碰到被撞击球时，单摆运动时间为 ，故过程中损失的能量E1=mgh/4。.撞击球运动到被撞球的过程撞击球运动到被撞球的过程 .两球碰撞过程 .被撞球平抛过程第5页/共17页hyx物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究实验原理实验原理实验原理实验原理.撞击球运动到被撞球的过程 .两球碰撞过程 .被撞球平抛过程被撞球平抛过程 在测量碰撞过程中的能量损失前，我们先测过程平抛运动中的小 球由于空气阻力而损失的能量。平抛运动的水平位移为x，小球质量为m，立柱高度b，小球半径为r，y=b+r。自由落体方程式：b=g /2 （1）小球到达底板时的水平速度:v=x/t，将其代入(1)式得 小球到达底板时水平方向的动能 =（2）第6页/共17页则过程中的能量损失hyx1 同理,可以计算出小球落在调整过的底板上时小球的水平方 向的动能为物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究 实验原理实验原理实验原理实验原理。.撞击球运动到被撞球的过程 .两球碰撞过程 .被撞球平抛过程被撞球平抛过程x2x2第7页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究逆向思维逆向思维逆向思维逆向思维 然而仪器限制了通过调节底板来进行以上实验，所以可以通过等距离的提高升降台和撞击球以上的悬线高度，间接的满足上面的要求。当然要经过精心的调节，保证两次实验除相对底板高度有变化外，其他条件不变。第8页/共17页水平方向动能hyx 以被撞小球所在平面作为重力势能零点，则原系统的总能量E=mg（h-y）根据能量守恒定律，两球碰撞（）的能量损失物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究实验原理实验原理实验原理实验原理.撞击球运动到被撞球的过程 .两球碰撞过程两球碰撞过程 .被撞球平抛过程第9页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究实验过程及注意项实验过程及注意项实验过程及注意项实验过程及注意项 调整仪器，使得仪器在水平面上，观察摆球的运动。多次碰撞打靶，使得撞击球球与被撞小球是对心碰撞，并且被撞小球的平抛落点在底板中心线上，固定立柱高度和单摆高度。做单摆运动，把A球固定于磁铁上面，记录高度为h1，释放小球，当小球在一个周期后回到最高点时记录最高点为h2，多次测量取平均值。做对心碰撞，多次碰撞，把碰撞点浓缩于一个圆内，以圆心为落点，测量被撞球的水平位移为x1。相应的抬高立柱与摆球的高度，摆长摆角不变，记录调节后立柱的高度为b，重复上述步骤，测得被撞球水平位移为x2。第10页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究实验数据实验数据实验数据实验数据 次数123平均值回来的最高点h1/cm16.8016.7016.8016.73高度差 h/cm0.420.520.420.45A球高度h=17.22cm表1小球质量m=28.23g h=21.20cm小球半径r=0.96cm表2次序立柱高度b/cm被撞球高度 y/cm水平位移x/cm调节前9.8210.7814.76调节后13.8014.7617.48调节后调节前第11页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究数据处理数据处理数据处理数据处理单摆过程中的能量损失：改变底板高度前后被撞小球到达底板时的动能分别为：平抛过程中的能量损失：撞击过程中的能量损失：第12页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究数据处理数据处理数据处理数据处理能量损失比较能量损失比较能量损失比较能量损失比较以被撞球的球心所在平面为重力势能零点第13页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究误差分析误差分析误差分析误差分析一、测量h时是通过眼睛观测，难免有所误差，若能够通过快速闪光照相仪器测量最高点高度，则结果相对而言更为准确。二、调节等高调节两球相对于底部高度，这是一个繁琐的步骤，要求细心，在调节悬绳的长度时会有误差。第14页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究实验结论实验结论实验结论实验结论 由以上实验数据可见，空气阻力产生的能量损失相对于总能量是很小的，所以空气阻力对于碰撞打靶的影响是并不大的，碰撞打靶的主要能量损失在于碰撞时能量损失。小球平抛过程，由于平抛的距离短，所以在此能量损失很小，如果碰撞打靶实验的平抛距离很长，那么主要的误差将不紧紧来源于碰撞过程一个方面。第15页/共17页物理实验论文碰撞打靶实验中的能量损失研究碰撞打靶实验中的能量损失研究结束结束结束结束第16页/共17页