碰撞打靶实验中能量损失的研究.ppt

碰撞打靶实验中能量损失的研究
第一页，共17页。
物理实验论文
碰撞打靶实验中的能量损失研究
简要提纲
问题提出
实验过程
数据处理
总结分析
第二页，共17页。
实验装置
物理实验论文碰撞打靶实验中能量损失的研究
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碰撞打靶实验中的能量损失研究
简要提纲
问题提出
实验过程
数据处理
总结分析
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实验装置
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碰撞打靶实验中的能量损失研究
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物理实验论文
碰撞打靶实验中的能量损失研究
提出问题
撞击球运动到被撞球的过程
两球碰撞过程
被撞球平抛过程
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△h
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实验原理
单摆初始位置
经过一个周期小球
回到右边的最高点
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实验原理
一个周期后回到最高点后，观察到产生的高度差为△h，可知在这一个周期中的能量损失为mg△h。因为①过程，即撞击球碰到被撞击球时，单摆运动时间为 ，故①过程中损失的能量E1=mg△h/4。
①.撞击球运动到被撞球的过程 ②.两球碰撞过程 ③.被撞球平抛过程
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h
y
x
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实验原理
①.撞击球运动到被撞球的过程 ②.两球碰撞过程 ③.被撞球平抛过程
在测量碰撞过程中的能量损失前，
我们先测③过程——平抛运动中的小
球由于空气阻力而损失的能量。
平抛运动的水平位移为x，小球质量为m，立柱高度b，小球半径为r，y=b+r。
自由落体方程式：
b=g /2 ……（1）
小球到达底板时的水平速度:
v=x/t，
将其代入(1)式得
小球到达底板时水平方向的动能
= … （2）
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则③过程中的能量损失
h
y
x1
同理,可以计算出小球落在调整过的底板上时小球的水平方
向的动能为
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实验原理
。
①.撞击球运动到被撞球的过程 ②.两球碰撞过程 ③.被撞球平抛过程
x2
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逆向思维
然而仪器限制了通过调节底板来进行以上实验，所以可以通过等距离的提高升降台和撞击球以上的悬线高度，间接的满足上面的要求。当然要经过精心的调节，保证两次实验除相对底板高度有变化外，其他条件不变。
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水平方
向动能
h
y
x
以被撞小球所在平面作为重力势能零点，则原系统的总能量E=mg（h-y）
根据能量守恒定律，两球碰撞（②）的能量损失
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实验原理
①.撞击球运动到被撞球的过程 ②.两球碰撞过程 ③.被撞球平抛过程
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碰撞打靶实验中的能量损失研究
实验过程及注意项
调整仪器，使得仪器在水平面上，观察摆球的运动。
多次碰撞打靶，使得撞击球球与被撞小球是对心碰撞，并且被撞小球的平抛落点在底板中心线上，固定立柱高度和单摆高度。
做单摆运动，把A球固定于磁铁上面，记录高度为h1，释放小球，当小球在一个周期后回到最高点时记录最高点为h2，多次测量取平均值。
做对心碰撞，多次碰撞，把碰撞点浓缩于一个圆内，以圆心为落点，测量被撞球的水平位移为x1。
相应的抬高立柱与摆球的高度，摆长摆角不变，记录调节后立柱的高度为b，重复上述步骤，测得被撞球水平位移为x2。
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实验数据
次数
1
2
3
平均值
回来的最高点h1/cm




高度差 △h/cm




A球高度h=
表1
小球质量