文档介绍：.大学物理仿真实验——碰撞与动量守恒实验报告教育资料..一、实验简介:动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中占有非常重要的地位。力学中的运动定理和守恒定律最初是冲牛顿定律导出来的,在现代物理学所研究的领域中存在很多牛顿定律不适用的情况,例如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律和相互作用等,但是能量守恒定律仍然有效。因此,能量守恒定律成为了比牛顿定律更为普遍适用的定律。本实验的目的是利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况,验证动量守恒和能量守恒定律。定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。同时通过实验还可提高误差分析的能力。二、实验内容:.研究三种碰撞状态下的守恒定律1(1)取两滑块m、m,且m>m,用物理天平称m、m的质量(包括挡光片)。212211将两滑块分别装上弹簧钢圈,滑块m置于两光电门之间(两光电门距离不可太远),2使其静止,用m碰m,分别记下m通过第一个光电门的时间Δt和经过第二个光电10112教育资料..门的时间Δt,以及m通过第二个光电门的时间Δt,重复五次,记录所测数据,数据212。表格自拟,计算、)分别在两滑块上换上尼龙搭扣,重复上述测量和计算。(2)分别在两滑块上换上金属碰撞器,重复上述测量和计算。((1)a=0时,测量m、m'、m、s、v、v,计算势能增量mgs和动能增量e21,重复五次测量,数据表格自拟。(2)时,(即将导轨一端垫起一固定高度h,),重复以上测量。三、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)(1实验中用两个质量分别为m、m的滑块来碰撞(-1),若忽略气流阻力,21根据动量守恒有)2(教育资料..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。,动能也守恒,即(3)(4))两式可解得碰撞后的速度为43由()、(教育资料..(5)(6),则有=0如果v20(7)(8)动量损失率为(9)能量损失率为(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,不可能完全为零,但在一定误差范围内可认为是守恒的。..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。(11),则有=0在实验中,让v20(12)(13)动量损失率(14)动能损失率(15),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与碰撞前两物体的接近速度成正比,比值称为恢复系数,即教育资料..(16)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