“碰撞打靶”实验中能量损失的分析.doc

1实验名称： “碰撞打靶”实验中能量损失的分析 实验目的与要求： 1.学习研究碰撞现象及其规律 2.应用运动学方程以及机械能的转化与守恒定律解决打靶的实际问题，提高分析问题、解决问题能力 实验仪器：名称 型号 数量碰撞打靶实验仪 1电子天平 1小球 m≈32.80g 22一、实验原理1. 碰撞“正碰”两球撞物体的速度都沿着它们质心连线方向的碰撞，两物体碰撞前后的总动量不变，即碰撞时系统的动量守恒2. 平抛运动被撞小球做平抛运动x= t y=0v21gt3. 单摆运动电磁铁位置与摆球运动最低点距离为 ho以碰撞点为零势能点，则被吸摆球在最高点的重力势能为 mghEp4. 机械能的转化与守恒定律机械能守恒是理想状态，发生碰撞后，如果不考虑空气的阻力，摆球的单摆运动过程中机械能守恒，因此有 21mvgh二、实验装置示意图三、实验内容及步骤1. 观察电磁铁电源切断时，摆球只受重力及空气阻力时的运动情况；观察两球碰撞前后的运动状态；测量两球碰撞的能量损失。

3(1) 调整导轨上的两只螺钉，使单摆的悬线与支架平行，即保持导轨水平2) 用电子天平测量被撞小球质量 m=32.8g，并以此作为摆球的质量3) 测量被撞小球的高度 y=16.20cm，选定靶心位置为 x=20cm 处，由公式 t= ，v= ， = 可得 =6.17cmgy2tx0h2g1v0h(4) 通过摆线调节摆球的高低和左右位置，确保能在最低点与小球正碰5) 把摆球吸在磁铁下，保持摆线伸直，调节升降架的高度为6.17cm6) 让小球自由落下，记下被撞小球击中靶纸的位置 =18.30cm，1X=18.40cm， =18.70cm2X3X(7) 对摆球高度调整后，再重复若干次实验，以确定能击中靶心的值，测得小球击中靶纸位置为 =19.30cm， =19.60cm，'1X'2X=20.70cm，此时对应的 h 值为 7.10cm'3X(8) 观察两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四、实验数据记录与处理h/cm 1X/cm 2X/cm 3X/cm理论值 6.17 18.30 18.40 18.70真实值 7.10 19.30 19.60 20.70E=mg h=0.0328×10×(7.10-6.17)÷100=0.0030504J4实验靶纸五、实验结果与分析由实验数据理论值与真实值的差距可以看出小球从最高点到最低点撞击另一只小球到其平抛落地的过程中是有能量损失的。

首先是空气阻力做功能量转化为内能损失，其次是在两个小球碰撞时如果是非弹性碰撞也有部分的能量损失，所以产生误差。