大学物理仿真实验报告-碰撞与动量守恒.pdfVIP

大学物理仿真实验报告-碰撞与动量守恒--第1页

大学物理仿真实验报告

实验名称

碰撞与动量守恒

班级：

姓名：

学号：

日期：

请预览后下载！

大学物理仿真实验报告-碰撞与动量守恒--第1页

大学物理仿真实验报告-碰撞与动量守恒--第2页

碰撞和动量守恒

实验简介

动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中占有非常重要的地位。力学中的运

动定理和守恒定律最初是冲牛顿定律导出来的，在现代物理学所研究的领域中存

在很多牛顿定律不适用的情况，例如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律

和相互作用等，但是能量守恒定律仍然有效。因此，能量守恒定律成为了比牛顿

定律更为普遍适用的定律。

本实验的目的是利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能

量守恒定律。定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。同时通过

实验还可提高误差分析的能力。

实验原理

如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该力学系统总动

量守恒或在某方向上守恒，即

（1）

实验中用两个质量分别为m、m的滑块来碰撞（图4.1.2-1），若忽略气流阻力，

12

根据动量守恒有

（2）

对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器，

我们可用钢圈作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥

或油灰；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心

碰撞。

请预览后下载！

大学物理仿真实验报告-碰撞与动量守恒--第2页

大学物理仿真实验报告-碰撞与动量守恒--第3页

当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时，忽略气流阻力，且不受他任何水平方向外

力的影响，因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。由于滑块作一维运动，

式（2）中矢量v可改成标量

请预览后下载！

大学物理仿真实验报告-碰撞与动量守恒--第3页

大学物理仿真实验报告-碰撞与动量守恒--第4页

，的方向由正负号决定，若与所选取的坐标轴方向相同则取正号，反之，则取负号。

1．完全弹性碰撞

完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即

（3）

（4）

由（3）、（4）两式可解得碰撞后的速度为

（5）