碰撞打靶实验中能量损失研究PPT课件

1、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1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 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 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 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

2、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 .两球碰撞过程 .被撞球平抛过程T41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.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 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

3、向的动能 = （2）2t2t2t2t5E2/2mvgbxv/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6E。.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x2x2135621()xEEExx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 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

4、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3E2E 1E5E.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2513EEEEE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 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

5、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 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

6、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3241/428.23*10*9.794*0.45*10/43.1*10Emg hJJ2232 2225111/2/428.23*10 *9.794*(14.76*10 ) /4*9.82*101.5335*10EmvmgxbJJ2232 2226222/2/428.23*10 *9.794*(17.48*10 ) /4*13.80*101.530

7、5*10EmvmgxbJJ2413562114.76()(1.5335 1.5305)*10*1.62*1017.48 14.76xEEEJJxx2513EEEEE321.99*10EJ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页能量损失413.1*10EJ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以被撞球的球心所在平面为重力势能零点322()28.23*10*9.794*(17.22 10.78)*101.78*10Emg hyJJ21.78*10EJ321.99*10EJ431.62*10EJ251.5335*10EJ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 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