碰撞实验报告.doc

-
. z.
**交通大学高级物理实验报告
课程名称：高级物理实验实验名称：碰撞实验
系别：实验日期：2014年12月2日
：班级：**：
实验名称：碰撞实段的图线，由图可知，加速度大小为
a=±（m/）≈ m/，
∴摩擦力f=a·m=××N=×
滚动摩擦因数μ=a/g=≈×
：
弹簧弹力随小车位移变化曲线如图所示：
用线性拟合方法分析曲线上弹簧形变增加阶段可得其斜率
测量结果为=406±（N/m），即为劲度系数。
：
该实验中小车A与铁棒1共同运动，=，
测得曲线如下，其中上部图v为小车速度，F为弹簧弹力：
由曲线可知，碰撞过程中弹簧弹力的冲量为=（N·m），小车速度变化量△v=,得动量变化量：
m△v=×=（N·m）
%.
实验测得的动量与冲量的差值还是不小的。产生误差的原因分析见第五部分。
：
（1）“爆炸”验证动量守恒定律：
-
. z.
小车A与小车B均不负重，质量：
，
实验所得曲线如下图，其中绿色为小车A运动曲线，红色为小车B运动曲线：
在该实验中，我们让小车B运动过程中撞到弹簧后反弹，只需要对照在同一时间两车动量即可。如图，取时间t=，

=（不考虑方向）
则两车动量之和为
-×-×=-（kg·m/）
结果接近于“爆炸”之前的动量0，因而可以证明动量守恒。
非完全弹性碰撞验证动量守恒定律：
小车A加载铁棒1，小车B加载铁棒2，故质量为：
+=，+=
两小车的运动如下图所示，其中绿色为小车A运动曲线，红色为小车B运动曲线：
由图可知，碰撞之前时刻，两小车的动量分别为（以小车A在碰撞之前的动量方向为正）：
碰撞之后：
-×=-
×=
和为：
×=
-
. z.
-×=-

碰撞前后动量之差较小，所以可以验证动量守恒
完全弹性碰撞
①两小车质量基本相等一个运动小车撞一个静止小车：=
铁棒2：=
小车质量：+=，+=
二者速度随时间变化图如下，其中绿色为小车A运动曲线，红色为小车B运动曲线：
计算其动量和机械能如下表所示：
小车
总质量
第一次碰撞前速度（m/s）
第一次碰撞后速度(m/s)
第二次碰撞前速度(m/s)
第二次碰撞后速度(m/s)
(kg)
A（绿线）

0

-
0
B（红线）


0
0
-
第一次碰撞前动量(kg·m/s)
第一次碰撞后动量(kg·m/s)
第二次碰撞前动量(kg·m/s)
第二次碰撞后动量(kg·m/s)


-
-
百分误差
8．06%
5．27
第一次碰撞前动能
第一次碰撞后动能
第二次碰撞前动能
第二次碰撞后动能
-
. z.




百分误差
%
%
%%，以上计算表明：两次碰撞都基本上动量守恒。
%%，这个误差则较大。
②大质量运动碰小质量静止：
小车A不负重，小车B载有铁棒1和铁棒2，质量：
小车A：
小车B：
所得曲线如图所示，其中绿色为小车A，红色为小车B：
测得各个碰撞过程的动量如下表所示：