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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 物体间的碰撞是自然界中普遍存在的的 现象，从宏 观物体的一体碰撞到微 观物体的粒子碰撞都是物理学中极其重要的研究 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，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 碰撞：指两运 动物体相互接触 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 "。 碰撞时的动量守恒：两物体碰撞前后的 总动量不变。 平抛运 动：将物体用一定的初速度 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 中是从抛出开始 计算的时 2 间， x 是物体在 时间 t 内水平方向的移 动距离， y 是物体在 该时间 内竖直下落的距离，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 质量为 m 的物体以速度 v 运动时，其动能为 Ek?12mv 2 机械能的 转化和守恒定律：任何物体系 统在势能和动能相互 转化过程中，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）， 则物体系统的总机械能（即 势能和动能的总和）保持恒定不 变。 弹性碰撞：在碰撞 过程中没有机械能 损失的碰撞。 非弹性碰撞：碰撞 过程中的机械能不守恒，其中一部分 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，以保 证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 场方向与杆平行的 电磁铁，杆上的有刻度尺及 读数指示移 动标志。仪器上电磁铁磁场中心位置、 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。由于事先二球 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 击球碰撞。被 击球将作平抛运 动，最终落到贴有目标靶的金属盒内。 小球质量可用 电子天平称衡。 三．实验内容 （一）必做内容： 调整导轨水平，如果不水平可 调节导轨 上的两只 调节螺钉。 用电子天平测量被撞球（直径和材料均与撞 击球相同）的 质量ｍ，并以此也作 为撞击球的质量。 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ｈ 0（预习 时 应自行推 导出由ｘ和ｙ 计算高度ｈ 0 的公式） 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 进行正碰。 把撞击球吸在磁 铁下，调节升降架使它的高度 为ｈ 0，细绳拉直。 让撞击球撞击被撞球， 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 样的调整，才可使 击中靶心？（预习时应 自行推 导出由 X'和 y ，及计算高度差 h-h0=?h 的公式） 对撞击球的高度作 调整后，再重复若干次 试验，以确定能 击中靶心的 h 值；被撞球 击中靶纸的位置后 记下此 h 值 。 观察二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。 （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 损失。用直径、 质量都不同的被撞球，重复上述 实验，比较实验结 果并讨论之。（注意：由于直径不同， 应重新调节升降台的高度，或重新 调节细绳 ） 四．思考 题 如两质量不同的球有相同的 动量，它 们是否也具有相同的 动能？如果不等，哪个 动能大？ 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）。 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？ 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？ 此实验中，绳的张力对小球是否做功？ 为什么？ 定量导出本实验中碰撞 时传递的能量 e 和总能量 E 的比 ?＝ e/E 与两球 质量比 ? =m1/m2 的关系。 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中普遍存