完全弹性碰撞matlab.doc

Matlab设计实验 课题名称：完全弹性碰撞 设计背景： 完全弹性碰撞（Perfect Elastic Collision）： 在理想情况下，完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。如果两个碰撞小球的质量相等，联立动量守恒和能量守恒方程时可解得：两个小球碰撞后交换速度。如果被碰撞的小球原来静止，则碰撞后该小球具有了与碰撞小球一样大小的速度，而碰撞小球则停止。多个小球碰撞时可以进行类似的分析。 设计意义 真实情况下，由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞，还会有能量的损失，所以最后小球还是要停下来。 所以该设计主要用于研究能量守恒中的某些问题。还有就是用于实验演示。 程序设计 该程序主要设置了三个不同颜色的小球，在真空环境下（理想环境下）的碰撞实验演示。 该程序可以通过改变各种参数，研究各种情况下的实验数据。 程序： pole=1.8;%定义摆线的长度 xmax=2;%定义横坐标长度 ymax=2;%定义纵坐标长度 basew=2.3;%定义图中方框的宽度 baseh=2.3;%定义图中方框的高度 instant=0.2;%定义摆线间距 %三视图的初始设置 %第一幅图 figure(name,理想情况下能量守恒定律1,position,[500,340,440,320]);%定义第一幅图的标题和位置 fill([xmax,xmax,-xmax,-xmax,xmax,xmax-0.05,xmax-0.05,-xmax+0.05,-xmax+0.05,xmax-0.05],[ymax,-ymax,-ymax,ymax,ymax,ymax-0.05,-ymax+0.05,-ymax+0.05,ymax-0.05,ymax-0.05],[0,1,1]); %填充底座背景 hold on;%保持当前图形及坐标所有特性 fill([xmax-0.05,xmax-0.05,-xmax+0.05,-xmax+0.05],[ymax-0.5 ,ymax-0.55,ymax-0.55,ymax-0.5],g);%填充方框内横杆背景 hold on;%保持当前图形及坐标所有特性 text(-0.25,1.7,1);text(0,1.7,2);text(0.25,1.7,3);%在坐标处标识说明文字 text( -1.0,1.7,a);text( -1.0,-1.7,b);%在坐标处标识说明文字 text(1.0,1.7,真空容器);text(-1.8,1.7,主视图);%在坐标处标识说明文字 axis([-basew,basew,-baseh,baseh]);%定义背景坐标范围在x(-2.3~2.3) Y(-2.3~2.3)之间 %axis(off);%覆盖坐标刻度并填充背景 theta0=7 *pi/6;%摆线1的初始角度 x0=pole*cos(theta0);%摆线1末端x坐标 y0=pole*sin(theta0)+1.5;%摆线1末端y坐标 body1=line([-instant,x0-instant],[1.5,y0],color,r,linestyle,-,erasemode,xor);%设置摆线1 head1=line(x0-instant,y0,color,r,linestyle,.,erasemode,xor,markersize,40);%设置第一个小球颜色，大小 theta1=3*pi/2;%摆线2,3的角度 x1=pole*cos(theta1);%摆线2,3末端x坐标 y1=pole*sin(theta1)+1.5;%摆线2,3末端y坐标 body=line([-0.001,x1],[1.5,y1],color,k,linestyle,-,erasemode,xor);%设置摆线2 head=line(x1,y1,color,k,linestyle,.,erasemode,xor,markersize,40);%设置第2个小球颜色，大小 body2=line([instant;x1+instant],[1.5;y1],color,b,linestyle,-,erasemode,xor);%设置摆线3 head2=line(x1+instant,y1,color,b,linestyle,.,erasemode,xor,markersize,40);%设置第3个小球颜色，大小 theta3=15*pi/6 ; %第二幅图 figure(name,理想情况下能量守恒定律2,position,[500,40,440,320]);%定义第一幅图的标题和位置 fill([xmax,xmax,-xmax,-xmax,xmax,xmax-0.05,xmax-0.05,-xmax+0.05,-