大学物理演示实验报告.docx

《大学物理演示实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理演示实验报告.docx（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、大学物理演示实验报告【实验名称】弹性碰撞演示仪【实验目的】本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】根据动量守恒定律可知，假如正碰撞的两球，撞前速度分别为V10和V20,碰撞后的速度分别为V1和V2,质量分别为m1和m2则(1)由碰撞定律可知：2若e=1时，则分离速度等于接近速度解式1和式2可得：34若m1=m2=m;e=1则v1=0,v2=v10即球1正碰球2时，球1静止，球2继续以V10的速度正碰球3，等等以此类推，实现动量的传递。【实验器材】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=70.2kg直径：l=73

2、5mm拉线长度：L=55Omm【实验操作与现象】l、将仪器置于水平桌面放好，调节螺丝，使七个钢球的球心在同一水平线上。2、将一端的钢球拉起后，松手，则钢球正碰下一个钢球，末端的钢球弹起，继而，又碰下一个钢球，另一端的钢球弹起，循环不已，中间的五个钢球静止不动。但在一般情况下，两球碰撞时，总要损失一部分能量，故两端的钢球摆动的幅度将逐步减弱。【注意事项】操作前一定将七个钢球的球心调至同一水平线上，否则现象不明显。在理想情况下，物体碰撞后，形变能够恢复，不发热、发声，没有动能损失，这种碰撞称为弹性碰撞elasticcollision，又称完全弹性碰撞。真正的弹性碰撞只在分子、原子以及更小的微粒之间

3、才会出现。生活中，硬质木球或钢球发生碰撞时，动能的损失很小，能够忽略不计，通常也将它们的碰撞看成弹性碰撞。碰撞时动量守恒。当两物体质量一样时，互换速度。完全弹性碰撞完全非弹性碰撞一、碰撞Collision1基本概念：碰撞，一般是指两个或两个以上物体在运动中互相靠近，或发生接触时，在相对较短的时间内发生强烈互相作用的经过。碰撞会使两个物体或其中的一个物体的运动状态发生明显的变化。碰撞经过一般都非常复杂，难于对经过进行仔细分析。但由于我们通常只需要了解物体在碰撞前后运动状态的变化，而对发生碰撞的物体系来讲，外力的作用又往往能够忽略，因此可以利用动量、角动量以及能量守恒定律对有关问题求解。2特点：1

4、碰撞时间极短2碰撞力很大，外力能够忽略不计，系统动量守恒3速度要发生有限的改变，位移在碰撞前后能够忽略不计3碰撞经过的分析：讨论两个球的碰撞经过。碰撞经过可分为两个经过。开场碰撞时，两球互相挤压，发生形变，由形变产生的弹性恢复力使两球的速度发生变化，直到两球的速度变得相等为止。这时形变得到最大。这是碰撞的第一阶段，称为压缩阶段。此后，由于形变仍然存在，弹性恢复力继续作用，使两球速度改变而有互相脱离接触的趋势，两球压缩逐步减小，直到两球脱离接触时为止。这是碰撞的第二阶段，称为恢复阶段。整个碰撞经过到此结束。4分类：根据碰撞经过能量能否守恒1完全弹性碰撞：碰撞前后系统动能守恒能完全恢复原状；2非弹

5、性碰撞：碰撞前后系统动能不守恒部分恢复原状；3完全非弹性碰撞：碰撞后系统以一样的速度运动完全不能恢复原状。二、完全弹性碰撞PerfectElasticCollision在碰撞后，两物体的动能之和即总动能完全没有损失，这种碰撞叫做完全弹性碰撞。解题要点：动量、动能守恒。问题：两球m1，m2对心碰撞，碰撞前速度分别为，碰撞后速度变为动量守恒1动能守恒2由13由24由(4)/(3)或5即碰撞前两球互相趋近的相对速度v10-v20等于碰撞后两球互相分开的相对速度v2-v1。由3、5式能够解出：讨论：，则，两球碰撞时交换速度，则，反弹，即质量很大且原来静止的物体，在碰撞后仍保持不动，质量小的物体碰撞后速

6、度等值反向。若m2所以动能损失为四、非完全弹性碰撞两物体碰撞时，由于非保守力作用，致使机械能转换为热能、声能、化学能等其他形式的能量，或者其他形式的能量转换为机械能，这种碰撞就叫做非弹性碰撞。解题要点：动量守恒、能量守恒。由于压缩后的物体不能完全恢复原状而有部分形变被保留下来，因而系统的动量守恒而动能不守恒。实验表明，压缩后的恢复程度取决于碰撞物体的材料。牛顿总结实验结果，提出碰撞定律：碰撞后两球的分离速度v2-v1与碰撞前两球的接近速度v10-v20之比为以定值，比值由两球材料的性质决定。该比值称为恢复系数CoefficientofRestitution，用e表示，即由上式可见：e=0，v2=v1，为完全非弹性碰撞；e=1，v2=v1=v10-v20，为完全弹性碰撞；0