弹性碰撞演示实验实验报告

第一篇：弹性碰撞演示实验实验报告

弹性碰撞演示实验实验报告

姓名：杨倩倩学号：11122290教师：戴晔

[实验名称] 弹性碰撞演示仪

[实验目的]

本次实验用于演示正碰撞和动量守恒定律，形象地显现弹性碰撞的情形。

[实验原理]

动量守恒定律 m1v1+ m2v2 = m1v1` +m2v2`

由动量守恒定律可知,如果正碰撞的两球，碰前速度分别为v1和v2,碰撞后的速度分别为v1`和v2`,质量分别为m1和m

2[实验器材]

1、底座、支架、钢珠（七个，且大小、质量相等）拉线、调节螺丝

2、技术指标：

钢球质量：m=7*0.2kg

直径：d=7*35mm

拉线长度：l=550mm

[实验操作与现象]

1、调整仪器，使得七个钢球的球心位于同一水平线上。

2、将仪器一端的一个钢球拉起来后，松手，则钢球正碰下一个钢球，末端的一个钢球弹起，继而，又碰下一个钢球，另一端的钢球弹起，循环不已，中间的五个不动。

3、拉起仪器一端的两个钢球重复上述操作，结果另一端的两个钢球弹起，中间的三个不动。

4、改变拉起钢球的数量重复上述操作，观察结果，每次会有另一端的相同数量的钢球弹起。

[注意事项]

操作前一定要使七个钢球的球心位于同一水平线上，否则现象不明显。

第二篇：山西大学大学物理实验演示实验实验报告

实验目的：

1.在拓展知识面的同时训练学生的动手操作能力；

2.通过此类实验建立理论联系实践的能力与思维；

记忆合金水车：形状记忆合金是一种特殊的功能材料，它可以记住加工好的形状，当外力或温度改变使其形状发生改变的时候，只要适当的加热就可以恢复原来的形状。该装置让所选记忆合金周期性地与高温热源和低温热源接触，形状随之周期性地变化，从而驱动水车轮的转动，形象地展示了热变为功的过程和形状记忆合金的特性和用途。

该种形状记忆合金为镍钛合金，有双程记忆功能（即能记忆温度高低两种情况下的形状）可以有上百万次的变形和恢复。镍钛合金还有相当好的生物相容性，相变温度较低，约在40-50℃，医学上用于脊柱侧歪、骨骼畸形等的矫正。低温差热机：可以利用比环境温度高4℃的任何热源，使一组活塞运动并推动转轮运转，是一种很好的利用低温热源的热机，可以利用不高的温度差实行热工转化。主要应用在于能利用传

统热机无法利用的能量来源。

经典置换式热气机：利用酒精灯的热量驱动一组活塞、连杆和转轮往复运动，工作物质为封闭在透明活塞筒中的空气。活塞和工作物质在往复过程中完成吸放热和能量转化，工作过程形象直观，是对热力学定律和热机原理极好的阐释。其透明活塞材料为石英玻璃，主要特点是热胀冷缩系数小，透光性好。耐腐蚀性强。

投影式伽耳顿板：可以用来验证大量随机物理事件共同遵循的统计物理规律。统计物理规律因等概率假设则其结果可靠，在应用方面很广泛，比如相对论基本假设的提出等等。

辉光盘：利用低压气体分子在在高频强电场中激发、碰撞、电离、复合的过程，外界声音影响电场分布从而影响电子运动，在盘上显示出形状变化的荧光。

昆特管（声驻波演示）：利用管中泡沫小球在声驻波场中形成的“泡沫墙”将看不见的声波显示出来，实现了抽象概念的具象化。该装置的缺点是无法消除静电的影响：泡沫小球帖在管内壁上。

气柱共鸣声速测量装置：通过气柱共鸣测量

声速。

热声效应演示仪：所谓热声效应是指在可压缩流体的声震荡与固体介质之间由于热相互作用而产生的均能量。相当巧妙地利用谐振管中声驻波的能量，将热声堆下面的能量“泵”到上面来，使热声堆上下产生将近10℃的温差，是一种声制冷的方法。

其工作过程为：谐振管上部为一个热声堆，下部为一个扬声器。扬声器发出的声波在谐振管内形成纵向驻波。热声器下部声压增大时，推动气团向上运动，并因压缩而升温，将热量传给声堆。声压下降时，气团向下运动，但热声堆温度下降较少，于是向热声堆上部输热。热声堆中无数气团每次振动都吸收一定热量向上传输，热量不断地被从低温区泵到高温区，从而实现了声制冷。

伯努利悬浮盘：该装置形象地显示了伯努利方程中流速与压强的关系。因流速大压强小，悬浮盘克服了自身的重力悬在空中。

傅科摆：它使我们不依赖于相对天体的运动就能感受到地球的自转。单摆由于不受垂直于摆平面的力，摆平面应该保持不变。但傅科摆让我们看到了在北半球按顺时针方向转动（在太原的转动周期为39.1小时），赤道上是不转的，南北两极转动周期为24小时。这是因为地球自转是带动这固定在地球上的一切（包括傅科摆的角度盘），而摆锤、空气、水流由于惯性还是保持原来的运动状态不改变，这就构成了相对运动。

看得见的声波：利用生理上的视觉暂留效应，将声波可视化，助于理解。该装置的不足之处是将纵波显示为横波。

椎体上滚：实验中的椎体由高处滚向低处，与我们传统观念不符。但实际上椎体在上滚的过程中，重心是下降的，与物理规律统一。本实验告诉我们表象与本质有时候是完全相反的。

角速度矢量合成演示仪：让一个转轮绕俯仰角可改变的水平轴转动，再让它同时参与绕竖直轴的转动。水平轴转的俯仰角会随着绕竖直轴转动的方向和转速而变化。该装置能形象地反应角速度合成的矢量性。

转动惯量演示仪：

离心加速器：原理是角动量守恒，施加的力在转轴上（没有力矩）

进动仪：可直观地演示刚体的进动和陀螺仪的工作原理。

回转仪：在改装置中转轮不会因重力作用而落地，而是产生了进动（即轮轴绕立柱的转动），显示了转动系统的进动规律。

利用刚体定轴转动轴的指向性，制成惯性指导陀螺仪，精准指向。

范式起电机：上下两个圆辊用环形橡胶带连接，电机带着高速转动。摩察产生的静电在上辊，下辊的静电导入大地。这样使得电极球上的电荷越来越多，产生很高的电位。用于演示静电作用、尖端放电、电荷间的相互作用等。

安培力演示仪：原理是通电导线在磁场中产生力的作用，可以直观地观察安培力的方向、大小随线圈、磁场的变化规律。

高压静电电压表：利用静电力推动光点移动，可在标尺上独处数据。

帕尔贴效应仪：不同的导电材料的电子能量不同。将两种导电材料接触后连入电路，向具有低能态电子材料流入的电子有将多余的能量传给晶格是材料升温，直接将电能转化为热能；向高能态电子材料流入的电子将从晶格获取能量使之降温，将热能直接转化为电能。本装置直接

通过手型处直接感受这种制冷制热的过程。选用帕尔贴效应明显的材料如三碲化二铋（帕尔贴效应温差可达67℃）可制冷制热。最广泛的应用为车载冰箱。

法拉第楞次定律：金属壳相当于密绕线圈，镂空金属壳相当于疏绕线圈。通过铁块下落的速度自身的对比和与铝块降落速度的对比，将楞次定律直观表示出来。

楞次定律的本质是能量守恒。

磁阻摆：很好地阐释了楞次定律的内涵：感应电流产生的磁场作用总是阻碍感应电流。大量应用于仪表指针，使之便于快速度数。

第三篇：实验二,碰撞实验报告

实验二 碰撞实验报告

级软件工程班

候梅洁 1 ４04702 １ 【 实验目得 】

1.掌握气垫导轨得水平调整、光电门及电脑通用计数器得使用。

2.学会使用物理天平． 3.用对心碰撞特例检验动量守恒定律。

4.了解动量守恒定律与动能守恒得条件.

碰撞前后得动量关系为: ｍu＝(m+ｍ）v

动能变化为: ΔE=1/2(m＋m)v－1/2mu 【实验步骤】

1.用物理天平校验两滑块得(连同挡光物）得质量 m 及ｍ,经测量 m=136、６0g、ｍ=344、02g 2.用游标卡尺测出两挡光物得有效遮光宽度，本实验中Δs＝Δｓ＝5、00cm 3.将气垫导轨调水平.（1）粗调:调节导轨下得三只底脚螺丝,使导轨大致水平（观察导轨上得气泡,若气泡位于最中央,说明已调平).（2）静态调平:接通气源,将滑块放在导轨上，这时滑块在导轨上自由运动，调节导轨得单脚底螺丝，使滑块基本静止（不会一直向单一方向运动)（3）动态调平:将两个安装在到导轨上得光电门相距６0cm 左右．在滑块上安放ｕ型挡光片,接电脑通用计数器得电源,打开电源开关,将电脑计数器功能置于“s2”挡.轻轻推动滑块,分别读出遮光片通过两个光电门得时间Δt 与Δt，它们不等,则反复强调单脚螺丝,使它们相差不超过千分之几秒,此时可认为气垫导轨基本水平。

4.完全弹性碰撞

适当放置光电门得位置，使它能顺利测出两个滑块碰撞前后得速度，并在可能得情况下,使两个光电门得距离小些。每次碰撞时,大滑块得速度不要太大,让两个滑块完全碰撞两次，分别记录每次得滑块得速度并结算出:(注意速度方向)动量得变化大小Ｃ=(mｖ+mv)/(ｍｕ+ｍu)恢复系数 e=(v—ｖ）／(ｕ—u）

(v—v 为两物体碰撞后相互分离得相对速度,u－ｕ则为碰撞前彼此接近得相对速度）

【注意事项】

1.严格按照在操作规范使用物理天平； 2.严格按照气垫导轨操作规则； 3.给滑块速度时速度要平稳,不应使滑块产生摆动;挡光框应与滑块运动方向一致,且其遮光边缘应与滑块运动方向垂直;

4.挡光框应与滑块之间应固定牢固,防止碰撞时相对位置改变,影响测量精度.【思考题】

1.动量守恒定律成立得条件就是什么?

系统所受得外力之与为 0 2、滑块距光电门近些好还就是远些好？两光电门间近些好还就是远些好?为什么？

滑块距光电门近些好，两光电门间近些好，因为气垫导轨上仍然就是存在微小得摩擦得,滑块与光电门之间、两光电门之间得距离尽可能得小，可以减小实验误差。

【实验结果与分析】

((均以轻滑块得初速度方向为正方向))

第一组实验：

m :

u＝14、5２cm／s

ｖ＝—16、0０cm/ｓ m :

u＝—８、６3cｍ／s

ｕ＝6、２２cｍ/s

计算得：

ｅ=0、99

ｃ＝0、８９ 第二组实验: m ：u=２0、66cm／s

v=—２7、４2cm／s m ：u=—13、0４cm/s

v＝４、96cm/s 计算得：

ｅ=0、9６

ｃ=0、75 根据完全弹性碰撞得定义,理论上所求得 e、c、e、c 都应该等于 1、实验出现这样得结果,原因可能就是：

1.由于气轨上各处气流分布不均匀导致滑块受阻力 2.室内空气流动导致滑块受空气阻力 3.气垫导轨未调平，滑块得重力做功 4.实验仪器存在故障 5.测量误差,因为无论就是再精良得仪器总就是会有误差得，不可能做到绝对准确

6.操作误差,两滑块接触面粗糙 7.两滑块不就是正面碰撞 【实验心得】

在我们小组得实验过程中,第一次实验得两组测量值出现较大偏差,表现为计算得出得ｅ与 c 远小于１,我们在同一台仪器上再次进行多次测量，得出得结果仍然存在比较大得误差。

本次实验让我们熟悉了物理天平，掌握气垫导轨得水平调整、光电门及电脑通用计数器得使用。同时通过自己得操作利用对心碰撞验证了动量守恒定律，从而使我们更加深入地理解力学原理,实验中遇到了问题,我们经过努力分析后解决问题，让我们学会了许多。

第四篇：碰撞打靶实验报告

篇一：大学物理碰撞打靶实验报告 碰撞打靶实验

物体间的碰撞是自然界中普遍存在的的现象，从宏观物体的一体碰撞到微观物体的粒子碰撞都是物理学中极其重要的研究课题。

本实验通过两个体的碰撞、碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动，应用已学到的力学定律去解决打靶的实际问题，从而更深入地了解力学原理，并提高分析问题、解决问题的能力。

一．实验原理

1.碰撞：指两运动物体相互接触时，运动状态发生迅速变化的现象。正碰是指两碰撞物体的速度都沿着它们质心连线方向的碰撞；其他碰撞则为斜碰。2.碰撞时的动量守恒：两物体碰撞前后的总动量不变。

3.平抛运动：将物体用一定的初速度v0沿水平方向抛出，在不计空气阻力的情况下，物体所作的运动称平抛运动，运动学方程为x?v0t，y?12gt（式t中是从抛出开始计算的时2 间，x是物体在时间t内水平方向的移动距离，y是物体在该时间内竖直下落的距离，ｇ是重力加速度）

4.在重力场中，质量为ｍ的物体在被提高距离ｈ后，其势能增加了?ep?mgh 5.质量为m的物体以速度v运动时，其动能为ek?12mv 2 6.机械能的转化和守恒定律：任何物体系统在势能和动能相互转化过程中，若合外力对该物体系统所做的功为零，内力都是保守力（无耗散力），则物体系统的总机械能（即势能和动能的总和）保持恒定不变。

7.弹性碰撞：在碰撞过程中没有机械能损失的碰撞。

8.非弹性碰撞：碰撞过程中的机械能不守恒，其中一部分转化为非机械能（如热能）。二．实验仪器

碰撞打靶实验仪如图1所示，它由导轨、单摆、升降架（上有小电磁铁，可控断通）、被撞小球及载球支柱，靶盒等组成。载球立柱上端为锥形平头状，减小钢球与支柱接触面积，在小钢球受击运动时，减少摩擦力做功。支柱具有弱磁性，以保证小钢球质心沿着支柱中心位置。图1 碰撞打靶实验仪

升降架上装有可上下升降的磁场方向与杆平行的电磁铁，杆上的有刻度尺及读数指示移动标志。仪器上电磁铁磁场中心位置、单摆小球（钢球）质心与被碰撞小球质心在碰撞前后处于同一平面内。由于事先二球质心被调节成离导轨同一高度，所以，一旦切断电磁铁电源，被吸单摆小球将自由下摆，并能正中地与被击球碰撞。被击球将作平抛运动，最终落到贴有目标靶的金属盒内。

小球质量可用电子天平称衡。

三．实验内容

（一）必做内容：

1.调整导轨水平，如果不水平可调节导轨上的两只调节螺钉。

2.用电子天平测量被撞球（直径和材料均与撞击球相同）的质量ｍ，并以此也作为撞击球 的质量。

3.根据靶心的位置，测出ｘ，估计被撞球的高度ｙ，并据此算出撞击球的高度ｈ0（预习时 应自行推导出由ｘ和ｙ计算高度ｈ0的公式）

4.通过绳来调节撞击球的高低和左右，使之能在摆动的最低点和被撞球进行正碰。5.把撞击球吸在磁铁下，调节升降架使它的高度为ｈ0，细绳拉直。6.让撞击球撞击被撞球，记下被撞球击中靶纸的位置x。（可撞击多次求平均），据此计 算碰撞前后总的能量损失为多少？应对撞击球的高度作怎样的调整，才可使击中靶心？（预习时应自行推导出由x和y，及计算高度差h-h0=?h的公式）7.对撞击球的高度作调整后，再重复若干次试验，以确定能击中靶心的 h 值；被撞球击 中靶纸的位置后记下此 h 值。

8.观察二小球在碰撞前后的运动状态，分析碰撞前后各种能量损失的原因。

（二）选做内容：

观察两个不同质量钢球碰撞前后运动状态，测量碰撞前后的能量损失。用直径、质量都不同的被撞球，重复上述实验，比较实验结果并讨论之。（注意：由于直径不同，应重新调节升降台的高度，或重新调节细绳）

四．思考题

1.如两质量不同的球有相同的动量，它们是否也具有相同的动能？如果不等，哪个动能大？ 2.找出本实验中，产生?h 的各种原因（除计算错误和操作不当原因外）。

3.在质量相同的两球碰撞后，撞击球的运动状态与理论分析是否一致？这种现象说明了什么？

4.如果不放被撞球，撞击球在摆动回来时能否达到原来的高度？这说明了什么？ 5.此实验中，绳的张力对小球是否做功？为什么？

6.定量导出本实验中碰撞时传递的能量e和总能量 e的比?＝e/e与两球质量比? =m1/m2的关系。

7.本实验中，球体不用金属，用石蜡或软木可以吗？为什么？

实验原理：（要求同学们能够自己推导有关计算公式，自行设计并画出实验原理图）以下仅为参考：

1．撞击球下摆至最低点过程，机械能守恒：（1）

2．撞击球与被撞球发生完全弹性碰撞（正碰），动量守恒：，（2）3．被撞球以初始速率 做平抛运动：(3)（1）、（2）、（3）式得： 式中，为靶心位置，（4）为撞击球与被撞球高度差的理论值。为被撞球的高度，当被撞球的高度为为

由此得碰撞系统在整个运动过程的能量损失应为，撞击球与被撞球高度差的理论值为时，被撞球实际击中靶纸的位置由此，若使被撞球击中靶心，撞击球的初始高度应调高至，即使得，篇二：碰撞打靶实验报告 碰撞打靶实验报告 碰撞打靶实验仪。

被撞球3个（铁球，铜球，铝球，其中铁球和撞击球质量相等）。实验目的、意义和要求

目的:了解自然界中物体的碰撞现象。

意义:利用碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动利用已学到的力学定律去解决打靶的实验问题。要求: 预习实验原理的各个力学规律。

了解整个实验的过程，即从理论值到实际值的过程。实验前应回答的问题

实验仪底盘为什么要调水平。由x和y推导出时h0的表达式。

由x,和y计算高度差的公式,进而推导出体系在整个过程中的能量损失δe。实验内容 完成实验室给出的数据表格。

选做实验——从剩余的两个小球中任选一个(建议做铝球)完成实验。

实验目的：比较被撞球的质量发生变化，或者质量和体积都发生变化时，体系的能量损失会有怎样的变化。实验报告要求

计算碰撞前后的总能量损失δe。回答课本p31,p32思考题。

实验现象记录分析，实验感想体会和建议。参考书籍与材料 相关表格下载

碰撞打靶—表格仅供参考，数据要求记录在报告纸上。建议问题

老师，碰撞打靶实验最后计算出来能量损耗值，是否还要计算不确定度？如果钢尺和游标卡尺上没有标明“最大误差”或“不确定度限值”，要怎么计算测量长度的不确定度？ 本实验没要求计算不确定度，因此没有给出不确定度限值。—高渊2009/10/1909:17 老师，如果x值选择较小，是否会使能量损失百分比增大？

是在具体操作中出现这个疑问吗?如果不是,建议来实验室做一下,看看损失百分比是否增大.—高渊2010/04/1511:12 老师，我觉得测量x的值时是不是可以多打几个点，比如说10个点，由于这些点一般比较密集，所以可以较容易找到这些点的中心，这样就只需要测一次x的值就可以了，然而取三个点然后取平均值的方法个人觉得有些随意，一是取三个点样本太少，可能不具有代表性，二是这三个点每次单独测x时的随意性较大，人为的误差较大，所以我觉得这个方法略有不妥。另外在算撞击球的h时，是不是应该加上0.5d，毕竟在算平抛运动速度时，不需要加0.5d，但是在算h时，就不能不加了，否则h就少了0.5d，误差较大吧？–张子恒

老师，我有一个问题想请教你。因为有一些公式所以不知道怎么上传。请问一下老师的电子邮箱

同学，这个网站首页的通讯录一栏里能找到所有教师和助教的邮箱。—乐永康2012/03/0722:23 书上实验内容必做内容第三步说根据x来估计y值，怎么估计啊？x=vt;y=1/2gt^2,怎么根据x来估计y啊？难道测时间t吗？那这样也太不准了吧，相差一秒就相差5米啊？不懂啊，求指教。。。

估计嘛，本就没要求必须达到何种精确程度。一秒很长了，你拿个秒表掐绝对不会有那么大误差的。—高渊2012/05/0717:21 老师好，我想问的也是第5个同学的问题，希望老师能够解答的再详细一点，谢谢。就是实验仪器中并没有给出秒表，所以无法测时间，但是老师回答的是用秒表掐时间，如果说可以用秒表的话，那么第三步测x就没有什么意义了，究竟如何才能根据x测出y？真的不懂，希望老师能指教！再次感谢！—黄禹铭2012/10/2809:13 首先问题的顺序理了一下，上面的问题按时间顺序应该是第五个；至于书上说的估计，由于靶纸能放的x范围有限，y值也就是被撞球的高度调节范围也很有限，一般可以试打几次即可，知道x和y大概取什么数值即可，而不是用x测出y，本实验中x和y都是初始条件；至于秒表的说法，是针对那个同学说的测量时间误差大的疑问，不是真的建议用秒表。—高渊2012/10/2823:10 谢谢老师啦！——黄禹铭2012/10/3022:46 老师，我想请问一下，模拟题中为什么操作完全正确仍然会发生非正碰的情况？还有，调节平衡时上下两个转轴各是什么用呢？

总有视觉误差吧，很难保证绝对正碰；下边一对转轴调节撞击球的摆动轨迹，上边一对转轴调节撞击球对应于被撞球的位置。—高渊2012/06/2501:27 那实验仪器底盘调节水平是为了保证是平抛运动还是保证是正碰呢？—黄一霏2012/06/2418:57 都保证啊。—高渊2012/06/2501:21 老师请问改变高度由h0到h值，物理过程因数据改变已经不是同一个过程，但是计算损失的能量却用了两个不同过程的数据计算，这算不算是系统误差—陈泓宇2012/09/2423:32 用撞击球上升的高度来计算重力势能，近似得出撞击过程中损失的能量，虽然可能有2个或者更多操作过程，但算重力势能的话就只考虑高度的改变，这个计算不带来系统误差。—高渊2012/09/2510:23 老师，我想说，碰撞打靶中，用于释放撞击球的磁铁，在按下开关后，会不会还对铁球有作用力，而这个阻力对球做的负功应该也算是误差吧，在我看来磁铁能吸住球的磁力应该比较大了，那会不会有较大的误差，如果可以改进，是不是可以改进一下电磁铁的吸放情况，就是按下开关，在足够长的时间里会没有磁力，我相信科学家做这个实验，应该不是用的电磁铁来释放小球吧。—-陈泓宇2012/10/907:32 磁力也就是在释放的一瞬间会对小球有作用力，由此产生的误差肯定会有，但是可以分析到。电磁铁方便啊，可以重复使用操作，原先方法好像是用电热丝烧断连接小球与摆绳的胶带纸。同学们有没有什么好方法建议欢迎提出来，我们可以用以改进实验。—高渊2012/10/1511:09 老师，h应该是以球中心为准的吧？不是底部；还有，设置这么一套装置的意义何在呢？可不可以改进装置，避免调试中出现过大误差？（比如把绳牵引撞击球换成让球从斜槽中自由下落，只要保证对心碰撞即可。）—王靖雯2012/11/1622:36 h0一般建议以底部为准，当然以球心为准也可以啊，只要公式随之而调整，也就是考虑是否加上球的半径而已；这个实验设计的最初目的就是要同学自己调整正碰，看看谁细心、耐心，出现状况能否不急躁找出问题所在；基础物理实验都是验证已知物理规律，能否测得精确的结果不是主要目的，所以不会采用特别精确的仪器，实验中和实验所用仪器允许误差比较大的情况出现，但要求能找出误差和问题所在，从而合理分析和解决问题，这也是实验课对同学能力的主要考核方向。—高渊2012/11/1823:34 老师你好，请问能量损失与两球质量差有什么关系呢？我做的铜球损失最大，其次是铝球，最小的是铁球，但是质量差最大的是铝球啊，貌似找不到什么规律，是不是铜球的数据得到的不对啊？—胡蔚萍2012/11/2721:40 能量损失和两球质量差的关系可以参考思考题6，根据两球质量比的变化，传递的能量和总能量的比值也会不一样，但这是理想情况，本实验中由于还有每次调节碰撞中条件的不同，以及摩擦力不同的影响，所以会出现不同的情况，铝球的数据经常是能量损失比较小的，这些都可以具体分析，数据应该没有问题。—高渊2012/11/2808:52篇三：“碰撞打靶”实验中能量损失的分析

内蒙古科技大学 本科毕业论文

题目：碰撞打靶实验中能量损失分析 学生姓名：xxx 学院：物理科学与技术学院 专业：应用物理 班级：08应物 学号：0809810038 指导教师：xxx 二零 一 二年 五月

摘 要

介绍了碰撞打靶实验仪在力学实验中的应用,对实验中的基本原理，实验中所用到的方法，实验过程等进行了阐述，并对实验中所得到的结论进行了分析，发现了质量不同的撞击球对能量损失的影响，同时也分析了空气阻力、摩擦力、非正碰、非弹性碰撞带来的能量损失，这些问题的分析对以后实验的进行提供了一定的帮助。关键词：

碰撞； 打靶；能量损失 abstract describes the experimental apparatus targeting collision experiments in the application of mechanics, the basic principle of the experiment, the method used in the experiment, the experiment presented in this paper, the experimental conclusions obtained in the analysis, found the quality of different the impact on the energy loss of the ball, but also of the air resistance, friction, non-regular touch, non-elastic collision caused by energy loss analysis of these issues after the experiments carried out provide some help.keywords: collision;shooting;energy loss 引言5 1基本概念? 6 1.1关于碰撞 6 1.2关于动量守恒和能量守恒? 6 1.3关于单摆运动和平抛运动? 6 2碰撞打靶实验能量损失的原理 6 2.1装置介绍及使用方法??? 6 2.1.1装置介绍??? 6 2.1.2使用方法??? 7 2.2碰撞打靶实验数据的测量? 8 3数据记录与处理?? 9 3.1实验中所得到的数据??? 9 3.2对数据的处理??11 3.3误差分析11 3.4对实验结果的分析??? 12 4分析各种能量损失的原因? 12 结论??? 13 参考文献? 14 致谢??? 15 本实验实是物体间的碰撞，是自然界中普遍存在的现象，从宏观物体的一体碰撞到微观物体的粒子碰撞都是物理学中极其重要的研究课题。单摆运动和平抛运动是运动学中的基本内容，能量守恒与动量守恒是力学中的重要概念。本碰撞打靶实验仪研究两个球体的碰撞，以及碰撞前小球的单摆运动和碰撞后被撞球的平抛运动，运用已学到的力学定律去解决打靶的实际问题。并从理论计算与实验结果的差值，求得碰撞前后的能量损失，从而更深入地了解力学原理, 并探讨碰撞中能量损失的诸方面的原因, 是一个较好的设计性研究性物理实验。

第五篇：碰撞打靶实验报告

碰撞打靶实验报告

碰撞打靶实验仪。

被撞球3个（铁球，铜球，铝球，其中铁球和撞击球质量相等）。实验目的、意义和要求

目的:了解自然界中物体的碰撞现象。

意义:利用碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动利用已学到的力学定律去解决打靶的实验问题。

要求: 预习实验原理的各个力学规律。

了解整个实验的过程，即从理论值到实际值的过程。实验前应回答的问题

实验仪底盘为什么要调水平。由x和y推导出时h0的表达式。

由x,和y计算高度差的公式,进而推导出体系在整个过程中的能量损失ΔE。实验内容

完成实验室给出的数据表格。

选做实验——从剩余的两个小球中任选一个(建议做铝球)完成实验。

实验目的：比较被撞球的质量发生变化，或者质量和体积都发生变化时，体系的能量损失会有怎样的变化。

实验报告要求

计算碰撞前后的总能量损失ΔE。回答课本P31,P32思考题。

实验现象记录分析，实验感想体会和建议。参考书籍与材料 相关表格下载

碰撞打靶—表格仅供参考，数据要求记录在报告纸上。建议问题

老师，碰撞打靶实验最后计算出来能量损耗值，是否还要计算不确定度？如果钢尺和游标卡尺上没有标明“最大误差”或“不确定度限值”，要怎么计算测量长度的不确定度？

本实验没要求计算不确定度，因此没有给出不确定度限值。—高渊2009/10/1909:17 老师，如果x值选择较小，是否会使能量损失百分比增大？

是在具体操作中出现这个疑问吗?如果不是,建议来实验室做一下,看看损失百分比是否增大.—高渊2010/04/1511:12 老师，我觉得测量X的值时是不是可以多打几个点，比如说10个点，由于这些点一般比较密集，所以可以较容易找到这些点的中心，这样就只需要测一次X的值就可以了，然而取三个点然后取平均值的方法个人觉得有些随意，一是取三个点样本太少，可能不具有代表性，二是这三个点每次单独测X时的随意性较大，人为的误差较大，所以我觉得这个方法略有不妥。另外在算撞击球的h时，是不是应该加上0.5D，毕竟在算平抛运动速度时，不需要加0.5D，但是在算h时，就不能不加了，否则h就少了0.5D，误差较大吧？–张子恒

一般至少打5个点,根据落点情况再适当多打,取落点中心的话似乎也是比较随意的,鉴于这个实验系统误差还是比较大的,所以你的方法可行,但并不一定能提高多少精度;对于h0的计算,如果Y也是以球的底部到底盘距离为准的话,那么h０是不用加上球半径的．—高渊2011/11/0110:36 老师，我有一个问题想请教你。因为有一些公式所以不知道怎么上传。请问一下老师的电子邮箱

同学，这个网站首页的通讯录一栏里能找到所有教师和助教的邮箱。—乐永康2012/03/0722:23 书上实验内容必做内容第三步说根据x来估计y值，怎么估计啊？x=vt;y=1/2gt^2,怎么根据x来估计y啊？难道测时间t吗？那这样也太不准了吧，相差一秒就相差5米啊？不懂啊，求指教。。。

估计嘛，本就没要求必须达到何种精确程度。一秒很长了，你拿个秒表掐绝对不会有那么大误差的。—高渊2012/05/0717:21 老师好，我想问的也是第5个同学的问题，希望老师能够解答的再详细一点，谢谢。就是实验仪器中并没有给出秒表，所以无法测时间，但是老师回答的是用秒表掐时间，如果说可以用秒表的话，那么第三步测x就没有什么意义了，究竟如何才能根据x测出y？真的不懂，希望老师能指教！再次感谢！—黄禹铭2012/10/2809:13 首先问题的顺序理了一下，上面的问题按时间顺序应该是第五个；至于书上说的估计，由于靶纸能放的X范围有限，Y值也就是被撞球的高度调节范围也很有限，一般可以试打几次即可，知道X和Y大概取什么数值即可，而不是用X测出Y，本实验中X和Y都是初始条件；至于秒表的说法，是针对那个同学说的测量时间误差大的疑问，不是真的建议用秒表。—高渊2012/10/2823:10 谢谢老师啦！——黄禹铭2012/10/3022:46 老师，我想请问一下，模拟题中为什么操作完全正确仍然会发生非正碰的情况？还有，调节平衡时上下两个转轴各是什么用呢？

总有视觉误差吧，很难保证绝对正碰；下边一对转轴调节撞击球的摆动轨迹，上边一对转轴调节撞击球对应于被撞球的位置。—高渊2012/06/2501:27 那实验仪器底盘调节水平是为了保证是平抛运动还是保证是正碰呢？—黄一霏2012/06/2418:57 都保证啊。—高渊2012/06/2501:21 老师请问改变高度由h0到h值，物理过程因数据改变已经不是同一个过程，但是计算损失的能量却用了两个不同过程的数据计算，这算不算是系统误差—陈泓宇2012/09/2423:32 用撞击球上升的高度来计算重力势能，近似得出撞击过程中损失的能量，虽然可能有2个或者更多操作过程，但算重力势能的话就只考虑高度的改变，这个计算不带来系统误差。—高渊2012/09/2510:23 老师，我想说，碰撞打靶中，用于释放撞击球的磁铁，在按下开关后，会不会还对铁球有作用力，而这个阻力对球做的负功应该也算是误差吧，在我看来磁铁能吸住球的磁力应该比较大了，那会不会有较大的误差，如果可以改进，是不是可以改进一下电磁铁的吸放情况，就是按下开关，在足够长的时间里会没有磁力，我相信科学家做这个实验，应该不是用的电磁铁来释放小球吧。—-陈泓宇2012/10/907:32 磁力也就是在释放的一瞬间会对小球有作用力，由此产生的误差肯定会有，但是可以分析到。电磁铁方便啊，可以重复使用操作，原先方法好像是用电热丝烧断连接小球与摆绳的胶带纸。同学们有没有什么好方法建议欢迎提出来，我们可以用以改进实验。—高渊2012/10/1511:09 老师，h应该是以球中心为准的吧？不是底部；还有，设置这么一套装置的意义何在呢？可不可以改进装置，避免调试中出现过大误差？（比如把绳牵引撞击球换成让球从斜槽中自由下落，只要保证对心碰撞即可。）—王靖雯2012/11/1622:36 h0一般建议以底部为准，当然以球心为准也可以啊，只要公式随之而调整，也就是考虑是否加上球的半径而已；这个实验设计的最初目的就是要同学自己调整正碰，看看谁细心、耐心，出现状况能否不急躁找出问题所在；基础物理实验都是验证已知物理规律，能否测得精确的结果不是主要目的，所以不会采用特别精确的仪器，实验中和实验所用仪器允许误差比较大的情况出现，但要求能找出误差和问题所在，从而合理分析和解决问题，这也是实验课对同学能力的主要考核方向。—高渊2012/11/1823:34 老师你好，请问能量损失与两球质量差有什么关系呢？我做的铜球损失最大，其次是铝球，最小的是铁球，但是质量差最大的是铝球啊，貌似找不到什么规律，是不是铜球的数据得到的不对啊？—胡蔚萍2012/11/2721:40 能量损失和两球质量差的关系可以参考思考题6，根据两球质量比的变化，传递的能量和总能量的比值也会不一样，但这是理想情况，本实验中由于还有每次调节碰撞中条件的不同，以及摩擦力不同的影响，所以会出现不同的情况，铝球的数据经常是能量损失比较小的，这些都可以具体分析，数据应该没有问题。—高渊2012/11/2808:52