郭凌川PB05007301 实验题目：碰撞过程中守恒定律的研究 目的要求：利用

1、郭凌川 PB05007301实验题目：碰撞过程中守恒定律的研究目的要求：利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒。同时通过实验提高误差分析的能力。仪器用具：气垫导轨、电子计数器、天平及砝码、游标卡尺、光电门、尼龙搭扣、钢块。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。 实验中用两个质量分别为m1、m2的滑块来碰撞，根据动量守恒有 对于完全弹性碰撞，用钢圈作完全弹性碰撞器；完全非弹性碰撞，碰撞面用尼龙搭扣；一般非弹性碰撞用钢块；还要必须保证是对心碰撞。（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：

2、由以上两式可解得碰撞后的速度为 如果v20=0，则有 动量损失率为 能量损失率为 （2）完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞中，系统动量守恒，动能不守恒。 在实验中，让v20=0，则有 动量损失率 动能损失率 恢复系数 ；e由碰撞物体的质料决定。E值由实验测定，一般情况下0<e<1，当e=1时，为完全弹性碰撞；e=0时，为完全非弹性碰撞。实验内容：（1） 取两滑块m1、m2，且m1>m2，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t10和经过第二个光

3、电门的时间t1，以及m2通过第二个光电门的时间t2，重复五次，记录所测数据，数据表格自拟，计算、。（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。数据处理及结果：对于完全弹性碰撞，由电脑运算得：123450.0650.0500.0550.0540.0660.000.0220.0130.000.00e0.99060.96630.98000.98590.9861进行验算：因为S1=5.0033cm，S2=5.034cm；v10=，v20=0，v1=，v2=；m1=316.72g，m2=160.98g。 由第一次：v10=0.099c

4、m/ms, v1=0.028cm/ms, v2=0.127cm/ms；所以P0=316.72*0.099=31.36；P1=316.72*0.028+160.98*0.127=29.308；E0=1.552；E1=1.4220.0654；=1；0.084。第二次：v10=0.086 cm/ms, v1=0.026cm/ms, v2=0.109cm/ms；所以P0=316.72*0.086=27.24；P1=316.72*0.026+160.98*0.109=25.78；E0=1.171；E1=1.0630.054；=0.965；0.092。第三次：v10=0.092 cm/ms, v1=0.0

5、27cm/ms, v2=0.117cm/ms；所以P0=316.72*0.092=29.14；P1=316.72*0.027+160.98*0.117=27.39；E0=1.340；E1=1.2170.060；=0.978；0.092。第四次：v10=0.095 cm/ms, v1=0.027cm/ms, v2=0.121cm/ms；所以P0=316.72*0.095=30.09；P1=316.72*0.027+160.98*0.121=28.03；E0=1.429；E1=1.2930.071；=0.989；0.095。第五次：v10=0.092cm/ms, v1=0.026cm/ms, v2

6、=0.117cm/ms；所以P0=316.72*0.092=29.14；P1=316.72*0.026+160.98*0.117=27.07；E0=1.340；E1=1.2090.071；=0.989；0.098。以上数据近似于电脑的运算，可以证明弹性碰撞服从动量能量守恒。另外的两组完全非弹性碰撞和非完全弹性碰撞运算过程同上，结果如下表：123450.020.0050.0160.020.0040.350.350.350.350.35e0.00260.00700.00520.00470.0067123450.0220.0040.0270.0570.0730.2740.1320.1690.1680.172e0.5440. 7980.7650.8340.865作业题：恢复系数e的大小取决于哪些因素？恢复系数e由碰撞物体的质料决定，弹性物质的e最大，铁类物质次之，由黏性的物质的e最小。e值由实验测定，一般情况下0<e<1，当e=1时，为完全弹性碰撞；e=0时