碰撞和动量守恒实验教案.doc

碰撞和动量守恒
［实验目的］
1、研究动量守恒定律及其成立的条件；
2、研究几种碰撞的特点和区别。

［实验仪器］
计算机及其仿真软件

［实验原理］
当两个物体发生一维碰撞时，一般满足动量守恒，即
　　　　　　 （1）
如果碰撞是完全弹性碰撞还满足动能守恒，即
　　　　　　（2）
对于完全非弹性碰撞，碰撞后两个物体的以共同的速度运动则有
　　　　　　　　　 （3）
对于一般非弹性碰撞定义恢复系数为
　　　　　　　 　　（4）
其中称为分离速度，称为接近速度。

［实验内容及步骤］
（一）启动软件 （二）仪器调节
1、在程序窗口中右键选择“开始实验”，单击“数字毫秒计”“滑块”、“支脚旋钮”，弹出其放大图形。
2、调节导轨纵向水平：用左键或右键单击两个深色螺丝，观察滑块内表面与导轨的两侧间隙一致。
3、调节导轨横向水平：用左键或右键单击浅色螺丝，使滑块通过两光电门的时间相同，或相差在1毫秒之内。
4、关闭数字毫秒计等三个放大图形。
（三）实验内容及步骤
1、用右键单击程序窗口，选择“碰撞和动量守恒实验”进入实验状态（默认为完全弹性碰撞）；
2、用左键单击“数据记录”按钮，打开数据记录表格；
3、用左键或右键单击大滑块，给其以初始速度，碰撞后的数据自动记录在表格中，单击“复位”按钮，将滑块复位；
4、重复步骤3，重复测量5次；
5、单击“计算”按钮，将数据计算出来并记录；
6、用右键单击程序窗口，选择“实验状态” →“完全非弹性碰撞”或“一般非弹性碰撞”，重复步骤3至5进行测量；
数据记录表格（完全非弹性碰撞和一般非弹性碰撞表格相同）
完全弹
性碰撞
1
2
3
4
5
（ms）

（ms）

（ms）

（cm/s）

（cm/s）

（cm/s）

动量损失率

能量损失率

恢复系数