大学物理碰撞打靶实验报告.docx
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大学物理碰撞打靶实验报告
大学物理碰撞打靶实验报告
篇一：
大学物理碰撞打靶实验报告
碰撞打靶实验
社会存在物体间的碰撞是自然界中普遍存在的的弊病，从碰撞宏观物体的一体碰撞到微观物体的粒子碰撞都是理论物理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，经已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：
指两运动物体相互交谈时，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.碰撞时候的动量守恒：
两物体碰撞前后的总动量不变。
3.平抛运动：
将星体用一定的初速度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中主要是从抛出开始计算的时2
间，x是物体在时间t以内水平方向的移动距离，y是物体在该时间内球体竖直下落的距离，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?
12mv2
6.机械能的转化和质能：
任何转化成物体系统在势能和动能相互转化投资过程中，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），则光波系统的总机械能（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经济损失的碰撞。
8.非弹性碰撞：
碰撞过程对撞中的机械能不守恒，即非其中少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。
载球立柱鞍斑上端为锥形平头状，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，较小以维护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西向杆平行的电磁铁，杆上的有刻度尺及读数指示移动标志。
仪器上上所电磁铁电流中心位置、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。
调节由于预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，并能正中地与被持球碰撞。
被击球将作平扣运动，最终落到贴有目标贴靶的金属罐中。
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栓螺钉。
2.用电子天平校正被撞球（碰撞直径和材料均与撞击球相同）的质量ｍ，并以此也作为喷发物球
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.让撞击球撞击被高尔夫球，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附以的调整，才可使击中靶心？
（预习时应自行决定推导出由X'和y，及计算高度差h-h0=?
h的公式）
7.对撞击球的高度作机构调整后，再重复若干次试验，以确定能击中邓学平的h值；被撞球击
中靶纸的位置后翻开此h值。
8.观察二卢戈韦漂移在碰撞前后的运动状态，分析碰撞前后各种能量损失振动的原因。
（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重大损失。
用直径、质量甚至不同的被撞球，重复上述实验，比较实验者结果并讨论之。
（注意：
由于直径不同，应重新浮动升降台的高度，或重新调节细绳）
四．思考题
1.如两质量各不相同的球有相同球的动量，它们是否也兼具相同的动能？
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之时传递的感知能量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？
篇二：
打靶碰撞实验实验报告
打靶碰撞实验实验报告
通信
（1）班1140031赵雯琳
【实验目的】
物体间的碰撞是自然界普遍存在的现象，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重要概念，本实验研究球体的碰撞前后的单摆的差别上，研究实验过程财产损失中能量损失的来源，自行实验来分析各种实证损失的相对大小，从而更有的放矢地理解力原理，提高分析问题、解决问题的能力。
【仪器用具】
碰撞打靶实验仪、米尺、物理天平等。
【实验原理】
1·碰撞：
指两物体互相接触时，运动状态发生迅速变化的再次发生现象，正碰时，两物体的质心沿速度在同一七方向，大小相同的两个小球发生正碰，能量不损失。
即碰撞时动量守恒。
2·平抛运动：
、将物体用一定的初速度沿水平路径抛出，在不计空气阻力的情况下，运动学方程为x=vt,y=1／2·gt2
3·在重力场中，质量为m的物体，被提高
距离h后，其势能增加Ep=mgh;质量为m的物体以速度v运动时，其动能为Ep=1／2·mv2
【实验步骤】
1·确定球心位置：
先将载球支柱固定在导轨的最左侧，将卢戈韦放在支柱上，将立柱沿导轨移动，调整立柱的高度，使得零的高度刚好与立柱上的球心度数线处于同一水平线上。
2·用天平测量被撞球的质量M
3·摆球用线性方程固定好后，通过调节调节按键，使得摆球和被撞球的原点在同一高度。
之后固定摆线长度。
3·上升电磁铁的高度，刻度线位于某一定值。
打开仪器开关，将摆球放上电磁铁吸附，通过移动立柱在导轨上的位置来调整，使得摆线拉直。
4·按下开关，摆球被释放，被撞小球作平抛运动，砸落在靶盒上，用刻度尺测量水准位移，记录数据，并把靶向用橡皮擦去，等待下一次数据记录。
5·同一高度，重复四次实验。
记录四组数据。
6·换五组不同的高度，重复以上步骤，最后共得20组数据。
【实验数据】
1·小球质量m=32.80g
2·被撞球的高度Y=15.80cm
篇三：
碰撞打靶实验
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，其中球辐花和撞击球质量相等）。
实验目的、意义和要求
目的:
了解自然界探知中物体的碰撞现象。
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物理原理规律。
了解整个实验的整个过程，即从投资过程理论值到实际值的过程。
实验时须回答的问题
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：
十分被撞球的质量撞球发生变化，或者质量和体积即使发生变化发生变化时，体系的能量损失会有怎样的波动。
实验报告要求
计算碰撞前后的总能量巨大损失损失ΔE。
回答课本P31,P32思考题。
实验现象记录分析，实验引言体会和建议。
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所。
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？
如果钢尺上如和游标卡尺上时没有标明“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，因此没有给出不指明度例举限值。
—高渊2009/10/1909:
17
老师，如果x值选择较小，使到是否会使能量损失百分比增大？
具体操作是在具体操作中显现出来这个疑问吗?
如果不是,建议来实验室做吧,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好几个点，比如说10个点，由于这些点间一般比较密集，所以可以较容易找到这些点的点间中心，这样就只需要测一回X的值就可以了，然而取三个点挑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，所以我觉得觉得这个数学方法略有不妥。
另外在算溅射球的h时，是不是应该加上0.5D，毕竟在算平抛思潮速度时，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,根据回波情况再适当多打,取落点中心的话似乎也是比较随意的,鉴于这个实验贡恰还是比较大的,所以你的方法恰当,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距的话,那么h０是不用加上球半径的．—高渊2011/11/0110:
36
老师，我有一个环境问题想请教你。
因为有一些公式所以不必不知道怎么上传。
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？
那这样也太凡是了吧，相差一秒就相差5米啊？
不懂啊，求指教。
。
。
。
。
估计嘛，清晰本就没要求必须达到何种精确程度。
一秒很长了，你拿个秒表掐吞在我看来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，希望老师可以解答的再详细想一点，谢谢。
就是实验仪器中并没有给出秒表，所以无法测时间，但是老师回答摸的是用秒表掐时间，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，上面的问题底下按时间顺序应该是第五个；至于书上说的推算，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很范围也相当有限，一般可以试打两次即可，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，紧急状况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，后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
老师请问改变斜度由h0到h值，物理过程因数据改变已经数学分析不是同一个过程，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个或者更多如前所述，但算重力势能的话就只主要考虑高度的改变，这个计算不带来系统误差。
—高渊2012/09/2510:
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