关于弹性与非弹性碰撞的物理实验报告

1、一，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，即二-:寸（1）实验中用两个质量分别为mi、m2的滑块来碰撞（图4.1.2-1 ），若忽略气流阻力，根据动量守恒有 . 一 -一 （2）%n工厂a-LaJ-UlL-rnPa i施攔实验示意图对于完全弹性碰撞，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

2、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 完全弹性碰撞完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即卿P1D十叫卩加二脚讪+牌*(3)(4)由（3）、（ 4）两式可解得碰撞后的速度为(5)(6)如果V20=0，则有(7)动量损失率为能量损失率为(8)加 pc-Pi 朋“心一（蚀内+呢）= 一= - - （ 9）左片 打曲一（打M十打Q22_= 2 2 2(10)理论上，动量损失和能量损失都为零，但在实验中，由于空气阻力和气垫导轨本身 的原因，不

3、可能完全为零，但在一定误差范围内可认为是守恒的。2完全非弹性碰撞碰撞后，二滑块粘在一起以 10同一速度运动，即为完全非弹性碰撞。在完全非弹 性碰撞中，系统动量守恒，动能不守恒。聊十陀也広=（玛+叫）卩(11)(16)在实验中，让V20=0，贝惰(12)(13)动量损失率(14)动能损失率(15)3.一般非弹性碰撞一般情况下，碰撞后，一部分机械能将转变为其他形式的能量， 机械能守恒在此情 况已不适用。牛顿总结实验结果并提出碰撞定律：碰撞后两物体的分离速度 匕与 碰撞前两物体的接近速度成正比，比值称为恢复系数，即0em2，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

4、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A仏和经过第二个光电 门的时间A t1,以及m2通过第二个光电门的时间A t2，重复五次，记录所测数据，数据勒 竺表格自拟，计算-、二。(2 )分别在两滑块上换上尼龙搭扣，重复上述测量和计算。(3)分别在两滑块上换上金属碰撞器，重复上述测量和计算。2 验证机械能守恒定律(1) a=0时，测量 m、m、me、s、V1、V2,计算势能增量 mgs和动能增量 丄(陶+洌+叫(卩：一X)2，重复五次测量，数据表格自拟。hsin at =(2) “产：时，(即将导轨一端垫起一固定高度h ,二)，重

5、复以上测量。四，数据处理完全弹性碰撞数据处理At ： i(m5AtXms)Ati(ms) iii cm 込、二 Wh 0 g二 I BO. 0 百-I a 00 muMl 血 is123斗5I22.SG19.2914.4S17.9910717.1714.5210.7513.6111.2968.1057.53如9 |53.5144.3043.7451.84的E56.59&7.2558.24G8.8793.0273.4088,5714.6017,3023.3718.6S22.57血收-1.05%0.2 9%0.58%0.1 0%0.51%-1.89%1.34%2.00%99.57%99.32%100.725-98.56%98/M%Vitan 店般非弹性碰撞数据处理完全非弹性碰撞数据处理:1. 碰撞前后系统总动量不相等，试分析其原因答：滑块在碰撞过程中总会有能量的损失， 碰撞时的发声，发热等都有能量的损 失