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