第一篇:彈性碰撞演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告
彈性碰撞演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告
姓名:楊倩倩學(xué)號:11122290教師:戴曄
[實(shí)驗(yàn)名稱] 彈性碰撞演示儀
[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯
本次實(shí)驗(yàn)用于演示正碰撞和動量守恒定律,形象地顯現(xiàn)彈性碰撞的情形。
[實(shí)驗(yàn)原理]
動量守恒定律 m1v1+ m2v2 = m1v1` +m2v2`
由動量守恒定律可知,如果正碰撞的兩球,碰前速度分別為v1和v2,碰撞后的速度分別為v1`和v2`,質(zhì)量分別為m1和m
2[實(shí)驗(yàn)器材]
1、底座、支架、鋼珠(七個,且大小、質(zhì)量相等)拉線、調(diào)節(jié)螺絲
2、技術(shù)指標(biāo):
鋼球質(zhì)量:m=7*0.2kg
直徑:d=7*35mm
拉線長度:l=550mm
[實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象]
1、調(diào)整儀器,使得七個鋼球的球心位于同一水平線上。
2、將儀器一端的一個鋼球拉起來后,松手,則鋼球正碰下一個鋼球,末端的一個鋼球彈起,繼而,又碰下一個鋼球,另一端的鋼球彈起,循環(huán)不已,中間的五個不動。
3、拉起儀器一端的兩個鋼球重復(fù)上述操作,結(jié)果另一端的兩個鋼球彈起,中間的三個不動。
4、改變拉起鋼球的數(shù)量重復(fù)上述操作,觀察結(jié)果,每次會有另一端的相同數(shù)量的鋼球彈起。
[注意事項(xiàng)]
操作前一定要使七個鋼球的球心位于同一水平線上,否則現(xiàn)象不明顯。
第二篇:山西大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
1.在拓展知識面的同時訓(xùn)練學(xué)生的動手操作能力;
2.通過此類實(shí)驗(yàn)建立理論聯(lián)系實(shí)踐的能力與思維;
記憶合金水車:形狀記憶合金是一種特殊的功能材料,它可以記住加工好的形狀,當(dāng)外力或溫度改變使其形狀發(fā)生改變的時候,只要適當(dāng)?shù)募訜峋涂梢曰謴?fù)原來的形狀。該裝置讓所選記憶合金周期性地與高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩唇佑|,形狀隨之周期性地變化,從而驅(qū)動水車輪的轉(zhuǎn)動,形象地展示了熱變?yōu)楣Φ倪^程和形狀記憶合金的特性和用途。
該種形狀記憶合金為鎳鈦合金,有雙程記憶功能(即能記憶溫度高低兩種情況下的形狀)可以有上百萬次的變形和恢復(fù)。鎳鈦合金還有相當(dāng)好的生物相容性,相變溫度較低,約在40-50℃,醫(yī)學(xué)上用于脊柱側(cè)歪、骨骼畸形等的矯正。低溫差熱機(jī):可以利用比環(huán)境溫度高4℃的任何熱源,使一組活塞運(yùn)動并推動轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn),是一種很好的利用低溫?zé)嵩吹臒釞C(jī),可以利用不高的溫度差實(shí)行熱工轉(zhuǎn)化。主要應(yīng)用在于能利用傳
統(tǒng)熱機(jī)無法利用的能量來源。
經(jīng)典置換式熱氣機(jī):利用酒精燈的熱量驅(qū)動一組活塞、連桿和轉(zhuǎn)輪往復(fù)運(yùn)動,工作物質(zhì)為封閉在透明活塞筒中的空氣。活塞和工作物質(zhì)在往復(fù)過程中完成吸放熱和能量轉(zhuǎn)化,工作過程形象直觀,是對熱力學(xué)定律和熱機(jī)原理極好的闡釋。其透明活塞材料為石英玻璃,主要特點(diǎn)是熱脹冷縮系數(shù)小,透光性好。耐腐蝕性強(qiáng)。
投影式伽耳頓板:可以用來驗(yàn)證大量隨機(jī)物理事件共同遵循的統(tǒng)計(jì)物理規(guī)律。統(tǒng)計(jì)物理規(guī)律因等概率假設(shè)則其結(jié)果可靠,在應(yīng)用方面很廣泛,比如相對論基本假設(shè)的提出等等。
輝光盤:利用低壓氣體分子在在高頻強(qiáng)電場中激發(fā)、碰撞、電離、復(fù)合的過程,外界聲音影響電場分布從而影響電子運(yùn)動,在盤上顯示出形狀變化的熒光。
昆特管(聲駐波演示):利用管中泡沫小球在聲駐波場中形成的“泡沫墻”將看不見的聲波顯示出來,實(shí)現(xiàn)了抽象概念的具象化。該裝置的缺點(diǎn)是無法消除靜電的影響:泡沫小球帖在管內(nèi)壁上。
氣柱共鳴聲速測量裝置:通過氣柱共鳴測量
聲速。
熱聲效應(yīng)演示儀:所謂熱聲效應(yīng)是指在可壓縮流體的聲震蕩與固體介質(zhì)之間由于熱相互作用而產(chǎn)生的均能量。相當(dāng)巧妙地利用諧振管中聲駐波的能量,將熱聲堆下面的能量“泵”到上面來,使熱聲堆上下產(chǎn)生將近10℃的溫差,是一種聲制冷的方法。
其工作過程為:諧振管上部為一個熱聲堆,下部為一個揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器發(fā)出的聲波在諧振管內(nèi)形成縱向駐波。熱聲器下部聲壓增大時,推動氣團(tuán)向上運(yùn)動,并因壓縮而升溫,將熱量傳給聲堆。聲壓下降時,氣團(tuán)向下運(yùn)動,但熱聲堆溫度下降較少,于是向熱聲堆上部輸熱。熱聲堆中無數(shù)氣團(tuán)每次振動都吸收一定熱量向上傳輸,熱量不斷地被從低溫區(qū)泵到高溫區(qū),從而實(shí)現(xiàn)了聲制冷。
伯努利懸浮盤:該裝置形象地顯示了伯努利方程中流速與壓強(qiáng)的關(guān)系。因流速大壓強(qiáng)小,懸浮盤克服了自身的重力懸在空中。
傅科擺:它使我們不依賴于相對天體的運(yùn)動就能感受到地球的自轉(zhuǎn)。單擺由于不受垂直于擺平面的力,擺平面應(yīng)該保持不變。但傅科擺讓我們看到了在北半球按順時針方向轉(zhuǎn)動(在太原的轉(zhuǎn)動周期為39.1小時),赤道上是不轉(zhuǎn)的,南北兩極轉(zhuǎn)動周期為24小時。這是因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)是帶動這固定在地球上的一切(包括傅科擺的角度盤),而擺錘、空氣、水流由于慣性還是保持原來的運(yùn)動狀態(tài)不改變,這就構(gòu)成了相對運(yùn)動。
看得見的聲波:利用生理上的視覺暫留效應(yīng),將聲波可視化,助于理解。該裝置的不足之處是將縱波顯示為橫波。
椎體上滾:實(shí)驗(yàn)中的椎體由高處滾向低處,與我們傳統(tǒng)觀念不符。但實(shí)際上椎體在上滾的過程中,重心是下降的,與物理規(guī)律統(tǒng)一。本實(shí)驗(yàn)告訴我們表象與本質(zhì)有時候是完全相反的。
角速度矢量合成演示儀:讓一個轉(zhuǎn)輪繞俯仰角可改變的水平軸轉(zhuǎn)動,再讓它同時參與繞豎直軸的轉(zhuǎn)動。水平軸轉(zhuǎn)的俯仰角會隨著繞豎直軸轉(zhuǎn)動的方向和轉(zhuǎn)速而變化。該裝置能形象地反應(yīng)角速度合成的矢量性。
轉(zhuǎn)動慣量演示儀:
離心加速器:原理是角動量守恒,施加的力在轉(zhuǎn)軸上(沒有力矩)
進(jìn)動儀:可直觀地演示剛體的進(jìn)動和陀螺儀的工作原理。
回轉(zhuǎn)儀:在改裝置中轉(zhuǎn)輪不會因重力作用而落地,而是產(chǎn)生了進(jìn)動(即輪軸繞立柱的轉(zhuǎn)動),顯示了轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的進(jìn)動規(guī)律。
利用剛體定軸轉(zhuǎn)動軸的指向性,制成慣性指導(dǎo)陀螺儀,精準(zhǔn)指向。
范式起電機(jī):上下兩個圓輥用環(huán)形橡膠帶連接,電機(jī)帶著高速轉(zhuǎn)動。摩察產(chǎn)生的靜電在上輥,下輥的靜電導(dǎo)入大地。這樣使得電極球上的電荷越來越多,產(chǎn)生很高的電位。用于演示靜電作用、尖端放電、電荷間的相互作用等。
安培力演示儀:原理是通電導(dǎo)線在磁場中產(chǎn)生力的作用,可以直觀地觀察安培力的方向、大小隨線圈、磁場的變化規(guī)律。
高壓靜電電壓表:利用靜電力推動光點(diǎn)移動,可在標(biāo)尺上獨(dú)處數(shù)據(jù)。
帕爾貼效應(yīng)儀:不同的導(dǎo)電材料的電子能量不同。將兩種導(dǎo)電材料接觸后連入電路,向具有低能態(tài)電子材料流入的電子有將多余的能量傳給晶格是材料升溫,直接將電能轉(zhuǎn)化為熱能;向高能態(tài)電子材料流入的電子將從晶格獲取能量使之降溫,將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能。本裝置直接
通過手型處直接感受這種制冷制熱的過程。選用帕爾貼效應(yīng)明顯的材料如三碲化二鉍(帕爾貼效應(yīng)溫差可達(dá)67℃)可制冷制熱。最廣泛的應(yīng)用為車載冰箱。
法拉第楞次定律:金屬殼相當(dāng)于密繞線圈,鏤空金屬殼相當(dāng)于疏繞線圈。通過鐵塊下落的速度自身的對比和與鋁塊降落速度的對比,將楞次定律直觀表示出來。
楞次定律的本質(zhì)是能量守恒。
磁阻擺:很好地闡釋了楞次定律的內(nèi)涵:感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場作用總是阻礙感應(yīng)電流。大量應(yīng)用于儀表指針,使之便于快速度數(shù)。
第三篇:實(shí)驗(yàn)二,碰撞實(shí)驗(yàn)報告
實(shí)驗(yàn)二 碰撞實(shí)驗(yàn)報告
級軟件工程班
候梅潔 1 404702 1 【 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?】
1.掌握氣墊導(dǎo)軌得水平調(diào)整、光電門及電腦通用計(jì)數(shù)器得使用。
2.學(xué)會使用物理天平. 3.用對心碰撞特例檢驗(yàn)動量守恒定律。
4.了解動量守恒定律與動能守恒得條件.
碰撞前后得動量關(guān)系為: mu=(m+m)v
動能變化為: ΔE=1/2(m+m)v-1/2mu 【實(shí)驗(yàn)步驟】
1.用物理天平校驗(yàn)兩滑塊得(連同擋光物)得質(zhì)量 m 及m,經(jīng)測量 m=136、60g、m=344、02g 2.用游標(biāo)卡尺測出兩擋光物得有效遮光寬度,本實(shí)驗(yàn)中Δs=Δs=5、00cm 3.將氣墊導(dǎo)軌調(diào)水平.(1)粗調(diào):調(diào)節(jié)導(dǎo)軌下得三只底腳螺絲,使導(dǎo)軌大致水平(觀察導(dǎo)軌上得氣泡,若氣泡位于最中央,說明已調(diào)平).(2)靜態(tài)調(diào)平:接通氣源,將滑塊放在導(dǎo)軌上,這時滑塊在導(dǎo)軌上自由運(yùn)動,調(diào)節(jié)導(dǎo)軌得單腳底螺絲,使滑塊基本靜止(不會一直向單一方向運(yùn)動)(3)動態(tài)調(diào)平:將兩個安裝在到導(dǎo)軌上得光電門相距60cm 左右.在滑塊上安放u型擋光片,接電腦通用計(jì)數(shù)器得電源,打開電源開關(guān),將電腦計(jì)數(shù)器功能置于“s2”擋.輕輕推動滑塊,分別讀出遮光片通過兩個光電門得時間Δt 與Δt,它們不等,則反復(fù)強(qiáng)調(diào)單腳螺絲,使它們相差不超過千分之幾秒,此時可認(rèn)為氣墊導(dǎo)軌基本水平。
4.完全彈性碰撞
適當(dāng)放置光電門得位置,使它能順利測出兩個滑塊碰撞前后得速度,并在可能得情況下,使兩個光電門得距離小些。每次碰撞時,大滑塊得速度不要太大,讓兩個滑塊完全碰撞兩次,分別記錄每次得滑塊得速度并結(jié)算出:(注意速度方向)動量得變化大小C=(mv+mv)/(mu+mu)恢復(fù)系數(shù) e=(v—v)/(u—u)
(v—v 為兩物體碰撞后相互分離得相對速度,u-u則為碰撞前彼此接近得相對速度)
【注意事項(xiàng)】
1.嚴(yán)格按照在操作規(guī)范使用物理天平; 2.嚴(yán)格按照氣墊導(dǎo)軌操作規(guī)則; 3.給滑塊速度時速度要平穩(wěn),不應(yīng)使滑塊產(chǎn)生擺動;擋光框應(yīng)與滑塊運(yùn)動方向一致,且其遮光邊緣應(yīng)與滑塊運(yùn)動方向垂直;
4.擋光框應(yīng)與滑塊之間應(yīng)固定牢固,防止碰撞時相對位置改變,影響測量精度.【思考題】
1.動量守恒定律成立得條件就是什么?
系統(tǒng)所受得外力之與為 0 2、滑塊距光電門近些好還就是遠(yuǎn)些好?兩光電門間近些好還就是遠(yuǎn)些好?為什么?
滑塊距光電門近些好,兩光電門間近些好,因?yàn)闅鈮|導(dǎo)軌上仍然就是存在微小得摩擦得,滑塊與光電門之間、兩光電門之間得距離盡可能得小,可以減小實(shí)驗(yàn)誤差。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析】
((均以輕滑塊得初速度方向?yàn)檎较?)
第一組實(shí)驗(yàn):
m :
u=14、52cm/s
v=—16、00cm/s m :
u=—8、63cm/s
u=6、22cm/s
計(jì)算得:
e=0、99
c=0、89 第二組實(shí)驗(yàn): m :u=20、66cm/s
v=—27、42cm/s m :u=—13、04cm/s
v=4、96cm/s 計(jì)算得:
e=0、96
c=0、75 根據(jù)完全彈性碰撞得定義,理論上所求得 e、c、e、c 都應(yīng)該等于 1、實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)這樣得結(jié)果,原因可能就是:
1.由于氣軌上各處氣流分布不均勻?qū)е禄瑝K受阻力 2.室內(nèi)空氣流動導(dǎo)致滑塊受空氣阻力 3.氣墊導(dǎo)軌未調(diào)平,滑塊得重力做功 4.實(shí)驗(yàn)儀器存在故障 5.測量誤差,因?yàn)闊o論就是再精良得儀器總就是會有誤差得,不可能做到絕對準(zhǔn)確
6.操作誤差,兩滑塊接觸面粗糙 7.兩滑塊不就是正面碰撞 【實(shí)驗(yàn)心得】
在我們小組得實(shí)驗(yàn)過程中,第一次實(shí)驗(yàn)得兩組測量值出現(xiàn)較大偏差,表現(xiàn)為計(jì)算得出得e與 c 遠(yuǎn)小于1,我們在同一臺儀器上再次進(jìn)行多次測量,得出得結(jié)果仍然存在比較大得誤差。
本次實(shí)驗(yàn)讓我們熟悉了物理天平,掌握氣墊導(dǎo)軌得水平調(diào)整、光電門及電腦通用計(jì)數(shù)器得使用。同時通過自己得操作利用對心碰撞驗(yàn)證了動量守恒定律,從而使我們更加深入地理解力學(xué)原理,實(shí)驗(yàn)中遇到了問題,我們經(jīng)過努力分析后解決問題,讓我們學(xué)會了許多。
第四篇:碰撞打靶實(shí)驗(yàn)報告
篇一:大學(xué)物理碰撞打靶實(shí)驗(yàn)報告 碰撞打靶實(shí)驗(yàn)
物體間的碰撞是自然界中普遍存在的的現(xiàn)象,從宏觀物體的一體碰撞到微觀物體的粒子碰撞都是物理學(xué)中極其重要的研究課題。
本實(shí)驗(yàn)通過兩個體的碰撞、碰撞前的單擺運(yùn)動以及碰撞后的平拋運(yùn)動,應(yīng)用已學(xué)到的力學(xué)定律去解決打靶的實(shí)際問題,從而更深入地了解力學(xué)原理,并提高分析問題、解決問題的能力。
一.實(shí)驗(yàn)原理
1.碰撞:指兩運(yùn)動物體相互接觸時,運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生迅速變化的現(xiàn)象。正碰是指兩碰撞物體的速度都沿著它們質(zhì)心連線方向的碰撞;其他碰撞則為斜碰。2.碰撞時的動量守恒:兩物體碰撞前后的總動量不變。
3.平拋運(yùn)動:將物體用一定的初速度v0沿水平方向拋出,在不計(jì)空氣阻力的情況下,物體所作的運(yùn)動稱平拋運(yùn)動,運(yùn)動學(xué)方程為x?v0t,y?12gt(式t中是從拋出開始計(jì)算的時2 間,x是物體在時間t內(nèi)水平方向的移動距離,y是物體在該時間內(nèi)豎直下落的距離,g是重力加速度)
4.在重力場中,質(zhì)量為m的物體在被提高距離h后,其勢能增加了?ep?mgh 5.質(zhì)量為m的物體以速度v運(yùn)動時,其動能為ek?12mv 2 6.機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒定律:任何物體系統(tǒng)在勢能和動能相互轉(zhuǎn)化過程中,若合外力對該物體系統(tǒng)所做的功為零,內(nèi)力都是保守力(無耗散力),則物體系統(tǒng)的總機(jī)械能(即勢能和動能的總和)保持恒定不變。
7.彈性碰撞:在碰撞過程中沒有機(jī)械能損失的碰撞。
8.非彈性碰撞:碰撞過程中的機(jī)械能不守恒,其中一部分轉(zhuǎn)化為非機(jī)械能(如熱能)。二.實(shí)驗(yàn)儀器
碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀如圖1所示,它由導(dǎo)軌、單擺、升降架(上有小電磁鐵,可控?cái)嗤ǎ⒈蛔残∏蚣拜d球支柱,靶盒等組成。載球立柱上端為錐形平頭狀,減小鋼球與支柱接觸面積,在小鋼球受擊運(yùn)動時,減少摩擦力做功。支柱具有弱磁性,以保證小鋼球質(zhì)心沿著支柱中心位置。圖1 碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀
升降架上裝有可上下升降的磁場方向與桿平行的電磁鐵,桿上的有刻度尺及讀數(shù)指示移動標(biāo)志。儀器上電磁鐵磁場中心位置、單擺小球(鋼球)質(zhì)心與被碰撞小球質(zhì)心在碰撞前后處于同一平面內(nèi)。由于事先二球質(zhì)心被調(diào)節(jié)成離導(dǎo)軌同一高度,所以,一旦切斷電磁鐵電源,被吸單擺小球?qū)⒆杂上聰[,并能正中地與被擊球碰撞。被擊球?qū)⒆髌綊佭\(yùn)動,最終落到貼有目標(biāo)靶的金屬盒內(nèi)。
小球質(zhì)量可用電子天平稱衡。
三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
(一)必做內(nèi)容:
1.調(diào)整導(dǎo)軌水平,如果不水平可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌上的兩只調(diào)節(jié)螺釘。
2.用電子天平測量被撞球(直徑和材料均與撞擊球相同)的質(zhì)量m,并以此也作為撞擊球 的質(zhì)量。
3.根據(jù)靶心的位置,測出x,估計(jì)被撞球的高度y,并據(jù)此算出撞擊球的高度h0(預(yù)習(xí)時 應(yīng)自行推導(dǎo)出由x和y計(jì)算高度h0的公式)
4.通過繩來調(diào)節(jié)撞擊球的高低和左右,使之能在擺動的最低點(diǎn)和被撞球進(jìn)行正碰。5.把撞擊球吸在磁鐵下,調(diào)節(jié)升降架使它的高度為h0,細(xì)繩拉直。6.讓撞擊球撞擊被撞球,記下被撞球擊中靶紙的位置x。(可撞擊多次求平均),據(jù)此計(jì) 算碰撞前后總的能量損失為多少?應(yīng)對撞擊球的高度作怎樣的調(diào)整,才可使擊中靶心?(預(yù)習(xí)時應(yīng)自行推導(dǎo)出由x和y,及計(jì)算高度差h-h0=?h的公式)7.對撞擊球的高度作調(diào)整后,再重復(fù)若干次試驗(yàn),以確定能擊中靶心的 h 值;被撞球擊 中靶紙的位置后記下此 h 值。
8.觀察二小球在碰撞前后的運(yùn)動狀態(tài),分析碰撞前后各種能量損失的原因。
(二)選做內(nèi)容:
觀察兩個不同質(zhì)量鋼球碰撞前后運(yùn)動狀態(tài),測量碰撞前后的能量損失。用直徑、質(zhì)量都不同的被撞球,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果并討論之。(注意:由于直徑不同,應(yīng)重新調(diào)節(jié)升降臺的高度,或重新調(diào)節(jié)細(xì)繩)
四.思考題
1.如兩質(zhì)量不同的球有相同的動量,它們是否也具有相同的動能?如果不等,哪個動能大? 2.找出本實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)生?h 的各種原因(除計(jì)算錯誤和操作不當(dāng)原因外)。
3.在質(zhì)量相同的兩球碰撞后,撞擊球的運(yùn)動狀態(tài)與理論分析是否一致?這種現(xiàn)象說明了什么?
4.如果不放被撞球,撞擊球在擺動回來時能否達(dá)到原來的高度?這說明了什么? 5.此實(shí)驗(yàn)中,繩的張力對小球是否做功?為什么?
6.定量導(dǎo)出本實(shí)驗(yàn)中碰撞時傳遞的能量e和總能量 e的比?=e/e與兩球質(zhì)量比? =m1/m2的關(guān)系。
7.本實(shí)驗(yàn)中,球體不用金屬,用石蠟或軟木可以嗎?為什么?
實(shí)驗(yàn)原理:(要求同學(xué)們能夠自己推導(dǎo)有關(guān)計(jì)算公式,自行設(shè)計(jì)并畫出實(shí)驗(yàn)原理圖)以下僅為參考:
1.撞擊球下擺至最低點(diǎn)過程,機(jī)械能守恒:(1)
2.撞擊球與被撞球發(fā)生完全彈性碰撞(正碰),動量守恒:,(2)3.被撞球以初始速率 做平拋運(yùn)動:(3)(1)、(2)、(3)式得: 式中,為靶心位置,(4)為撞擊球與被撞球高度差的理論值。為被撞球的高度,當(dāng)被撞球的高度為為
由此得碰撞系統(tǒng)在整個運(yùn)動過程的能量損失應(yīng)為,撞擊球與被撞球高度差的理論值為時,被撞球?qū)嶋H擊中靶紙的位置由此,若使被撞球擊中靶心,撞擊球的初始高度應(yīng)調(diào)高至,即使得,篇二:碰撞打靶實(shí)驗(yàn)報告 碰撞打靶實(shí)驗(yàn)報告 碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀。
被撞球3個(鐵球,銅球,鋁球,其中鐵球和撞擊球質(zhì)量相等)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x和要求
目的:了解自然界中物體的碰撞現(xiàn)象。
意義:利用碰撞前的單擺運(yùn)動以及碰撞后的平拋運(yùn)動利用已學(xué)到的力學(xué)定律去解決打靶的實(shí)驗(yàn)問題。要求: 預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理的各個力學(xué)規(guī)律。
了解整個實(shí)驗(yàn)的過程,即從理論值到實(shí)際值的過程。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)回答的問題
實(shí)驗(yàn)儀底盤為什么要調(diào)水平。由x和y推導(dǎo)出時h0的表達(dá)式。
由x,和y計(jì)算高度差的公式,進(jìn)而推導(dǎo)出體系在整個過程中的能量損失δe。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 完成實(shí)驗(yàn)室給出的數(shù)據(jù)表格。
選做實(shí)驗(yàn)——從剩余的兩個小球中任選一個(建議做鋁球)完成實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^被撞球的質(zhì)量發(fā)生變化,或者質(zhì)量和體積都發(fā)生變化時,體系的能量損失會有怎樣的變化。實(shí)驗(yàn)報告要求
計(jì)算碰撞前后的總能量損失δe。回答課本p31,p32思考題。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄分析,實(shí)驗(yàn)感想體會和建議。參考書籍與材料 相關(guān)表格下載
碰撞打靶—表格僅供參考,數(shù)據(jù)要求記錄在報告紙上。建議問題
老師,碰撞打靶實(shí)驗(yàn)最后計(jì)算出來能量損耗值,是否還要計(jì)算不確定度?如果鋼尺和游標(biāo)卡尺上沒有標(biāo)明“最大誤差”或“不確定度限值”,要怎么計(jì)算測量長度的不確定度? 本實(shí)驗(yàn)沒要求計(jì)算不確定度,因此沒有給出不確定度限值。—高淵2009/10/1909:17 老師,如果x值選擇較小,是否會使能量損失百分比增大?
是在具體操作中出現(xiàn)這個疑問嗎?如果不是,建議來實(shí)驗(yàn)室做一下,看看損失百分比是否增大.—高淵2010/04/1511:12 老師,我覺得測量x的值時是不是可以多打幾個點(diǎn),比如說10個點(diǎn),由于這些點(diǎn)一般比較密集,所以可以較容易找到這些點(diǎn)的中心,這樣就只需要測一次x的值就可以了,然而取三個點(diǎn)然后取平均值的方法個人覺得有些隨意,一是取三個點(diǎn)樣本太少,可能不具有代表性,二是這三個點(diǎn)每次單獨(dú)測x時的隨意性較大,人為的誤差較大,所以我覺得這個方法略有不妥。另外在算撞擊球的h時,是不是應(yīng)該加上0.5d,畢竟在算平拋運(yùn)動速度時,不需要加0.5d,但是在算h時,就不能不加了,否則h就少了0.5d,誤差較大吧?–張子恒
老師,我有一個問題想請教你。因?yàn)橛幸恍┕剿圆恢涝趺瓷蟼鳌U垎栆幌吕蠋煹碾娮余]箱
同學(xué),這個網(wǎng)站首頁的通訊錄一欄里能找到所有教師和助教的郵箱。—樂永康2012/03/0722:23 書上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必做內(nèi)容第三步說根據(jù)x來估計(jì)y值,怎么估計(jì)啊?x=vt;y=1/2gt^2,怎么根據(jù)x來估計(jì)y啊?難道測時間t嗎?那這樣也太不準(zhǔn)了吧,相差一秒就相差5米啊?不懂啊,求指教。。。
估計(jì)嘛,本就沒要求必須達(dá)到何種精確程度。一秒很長了,你拿個秒表掐絕對不會有那么大誤差的。—高淵2012/05/0717:21 老師好,我想問的也是第5個同學(xué)的問題,希望老師能夠解答的再詳細(xì)一點(diǎn),謝謝。就是實(shí)驗(yàn)儀器中并沒有給出秒表,所以無法測時間,但是老師回答的是用秒表掐時間,如果說可以用秒表的話,那么第三步測x就沒有什么意義了,究竟如何才能根據(jù)x測出y?真的不懂,希望老師能指教!再次感謝!—黃禹銘2012/10/2809:13 首先問題的順序理了一下,上面的問題按時間順序應(yīng)該是第五個;至于書上說的估計(jì),由于靶紙能放的x范圍有限,y值也就是被撞球的高度調(diào)節(jié)范圍也很有限,一般可以試打幾次即可,知道x和y大概取什么數(shù)值即可,而不是用x測出y,本實(shí)驗(yàn)中x和y都是初始條件;至于秒表的說法,是針對那個同學(xué)說的測量時間誤差大的疑問,不是真的建議用秒表。—高淵2012/10/2823:10 謝謝老師啦!——黃禹銘2012/10/3022:46 老師,我想請問一下,模擬題中為什么操作完全正確仍然會發(fā)生非正碰的情況?還有,調(diào)節(jié)平衡時上下兩個轉(zhuǎn)軸各是什么用呢?
總有視覺誤差吧,很難保證絕對正碰;下邊一對轉(zhuǎn)軸調(diào)節(jié)撞擊球的擺動軌跡,上邊一對轉(zhuǎn)軸調(diào)節(jié)撞擊球?qū)?yīng)于被撞球的位置。—高淵2012/06/2501:27 那實(shí)驗(yàn)儀器底盤調(diào)節(jié)水平是為了保證是平拋運(yùn)動還是保證是正碰呢?—黃一霏2012/06/2418:57 都保證啊。—高淵2012/06/2501:21 老師請問改變高度由h0到h值,物理過程因數(shù)據(jù)改變已經(jīng)不是同一個過程,但是計(jì)算損失的能量卻用了兩個不同過程的數(shù)據(jù)計(jì)算,這算不算是系統(tǒng)誤差—陳泓宇2012/09/2423:32 用撞擊球上升的高度來計(jì)算重力勢能,近似得出撞擊過程中損失的能量,雖然可能有2個或者更多操作過程,但算重力勢能的話就只考慮高度的改變,這個計(jì)算不帶來系統(tǒng)誤差。—高淵2012/09/2510:23 老師,我想說,碰撞打靶中,用于釋放撞擊球的磁鐵,在按下開關(guān)后,會不會還對鐵球有作用力,而這個阻力對球做的負(fù)功應(yīng)該也算是誤差吧,在我看來磁鐵能吸住球的磁力應(yīng)該比較大了,那會不會有較大的誤差,如果可以改進(jìn),是不是可以改進(jìn)一下電磁鐵的吸放情況,就是按下開關(guān),在足夠長的時間里會沒有磁力,我相信科學(xué)家做這個實(shí)驗(yàn),應(yīng)該不是用的電磁鐵來釋放小球吧。—-陳泓宇2012/10/907:32 磁力也就是在釋放的一瞬間會對小球有作用力,由此產(chǎn)生的誤差肯定會有,但是可以分析到。電磁鐵方便啊,可以重復(fù)使用操作,原先方法好像是用電熱絲燒斷連接小球與擺繩的膠帶紙。同學(xué)們有沒有什么好方法建議歡迎提出來,我們可以用以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。—高淵2012/10/1511:09 老師,h應(yīng)該是以球中心為準(zhǔn)的吧?不是底部;還有,設(shè)置這么一套裝置的意義何在呢?可不可以改進(jìn)裝置,避免調(diào)試中出現(xiàn)過大誤差?(比如把繩牽引撞擊球換成讓球從斜槽中自由下落,只要保證對心碰撞即可。)—王靖雯2012/11/1622:36 h0一般建議以底部為準(zhǔn),當(dāng)然以球心為準(zhǔn)也可以啊,只要公式隨之而調(diào)整,也就是考慮是否加上球的半徑而已;這個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最初目的就是要同學(xué)自己調(diào)整正碰,看看誰細(xì)心、耐心,出現(xiàn)狀況能否不急躁找出問題所在;基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證已知物理規(guī)律,能否測得精確的結(jié)果不是主要目的,所以不會采用特別精確的儀器,實(shí)驗(yàn)中和實(shí)驗(yàn)所用儀器允許誤差比較大的情況出現(xiàn),但要求能找出誤差和問題所在,從而合理分析和解決問題,這也是實(shí)驗(yàn)課對同學(xué)能力的主要考核方向。—高淵2012/11/1823:34 老師你好,請問能量損失與兩球質(zhì)量差有什么關(guān)系呢?我做的銅球損失最大,其次是鋁球,最小的是鐵球,但是質(zhì)量差最大的是鋁球啊,貌似找不到什么規(guī)律,是不是銅球的數(shù)據(jù)得到的不對啊?—胡蔚萍2012/11/2721:40 能量損失和兩球質(zhì)量差的關(guān)系可以參考思考題6,根據(jù)兩球質(zhì)量比的變化,傳遞的能量和總能量的比值也會不一樣,但這是理想情況,本實(shí)驗(yàn)中由于還有每次調(diào)節(jié)碰撞中條件的不同,以及摩擦力不同的影響,所以會出現(xiàn)不同的情況,鋁球的數(shù)據(jù)經(jīng)常是能量損失比較小的,這些都可以具體分析,數(shù)據(jù)應(yīng)該沒有問題。—高淵2012/11/2808:52篇三:“碰撞打靶”實(shí)驗(yàn)中能量損失的分析
內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文
題目:碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中能量損失分析 學(xué)生姓名:xxx 學(xué)院:物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 專業(yè):應(yīng)用物理 班級:08應(yīng)物 學(xué)號:0809810038 指導(dǎo)教師:xxx 二零 一 二年 五月
摘 要
介紹了碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,對實(shí)驗(yàn)中的基本原理,實(shí)驗(yàn)中所用到的方法,實(shí)驗(yàn)過程等進(jìn)行了闡述,并對實(shí)驗(yàn)中所得到的結(jié)論進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量不同的撞擊球?qū)δ芰繐p失的影響,同時也分析了空氣阻力、摩擦力、非正碰、非彈性碰撞帶來的能量損失,這些問題的分析對以后實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行提供了一定的幫助。關(guān)鍵詞:
碰撞; 打靶;能量損失 abstract describes the experimental apparatus targeting collision experiments in the application of mechanics, the basic principle of the experiment, the method used in the experiment, the experiment presented in this paper, the experimental conclusions obtained in the analysis, found the quality of different the impact on the energy loss of the ball, but also of the air resistance, friction, non-regular touch, non-elastic collision caused by energy loss analysis of these issues after the experiments carried out provide some help.keywords: collision;shooting;energy loss 引言5 1基本概念? 6 1.1關(guān)于碰撞 6 1.2關(guān)于動量守恒和能量守恒? 6 1.3關(guān)于單擺運(yùn)動和平拋運(yùn)動? 6 2碰撞打靶實(shí)驗(yàn)?zāi)芰繐p失的原理 6 2.1裝置介紹及使用方法??? 6 2.1.1裝置介紹??? 6 2.1.2使用方法??? 7 2.2碰撞打靶實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量? 8 3數(shù)據(jù)記錄與處理?? 9 3.1實(shí)驗(yàn)中所得到的數(shù)據(jù)??? 9 3.2對數(shù)據(jù)的處理??11 3.3誤差分析11 3.4對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析??? 12 4分析各種能量損失的原因? 12 結(jié)論??? 13 參考文獻(xiàn)? 14 致謝??? 15 本實(shí)驗(yàn)實(shí)是物體間的碰撞,是自然界中普遍存在的現(xiàn)象,從宏觀物體的一體碰撞到微觀物體的粒子碰撞都是物理學(xué)中極其重要的研究課題。單擺運(yùn)動和平拋運(yùn)動是運(yùn)動學(xué)中的基本內(nèi)容,能量守恒與動量守恒是力學(xué)中的重要概念。本碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀研究兩個球體的碰撞,以及碰撞前小球的單擺運(yùn)動和碰撞后被撞球的平拋運(yùn)動,運(yùn)用已學(xué)到的力學(xué)定律去解決打靶的實(shí)際問題。并從理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差值,求得碰撞前后的能量損失,從而更深入地了解力學(xué)原理, 并探討碰撞中能量損失的諸方面的原因, 是一個較好的設(shè)計(jì)性研究性物理實(shí)驗(yàn)。
第五篇:碰撞打靶實(shí)驗(yàn)報告
碰撞打靶實(shí)驗(yàn)報告
碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀。
被撞球3個(鐵球,銅球,鋁球,其中鐵球和撞擊球質(zhì)量相等)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x和要求
目的:了解自然界中物體的碰撞現(xiàn)象。
意義:利用碰撞前的單擺運(yùn)動以及碰撞后的平拋運(yùn)動利用已學(xué)到的力學(xué)定律去解決打靶的實(shí)驗(yàn)問題。
要求: 預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理的各個力學(xué)規(guī)律。
了解整個實(shí)驗(yàn)的過程,即從理論值到實(shí)際值的過程。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)回答的問題
實(shí)驗(yàn)儀底盤為什么要調(diào)水平。由x和y推導(dǎo)出時h0的表達(dá)式。
由x,和y計(jì)算高度差的公式,進(jìn)而推導(dǎo)出體系在整個過程中的能量損失ΔE。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
完成實(shí)驗(yàn)室給出的數(shù)據(jù)表格。
選做實(shí)驗(yàn)——從剩余的兩個小球中任選一個(建議做鋁球)完成實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^被撞球的質(zhì)量發(fā)生變化,或者質(zhì)量和體積都發(fā)生變化時,體系的能量損失會有怎樣的變化。
實(shí)驗(yàn)報告要求
計(jì)算碰撞前后的總能量損失ΔE。回答課本P31,P32思考題。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄分析,實(shí)驗(yàn)感想體會和建議。參考書籍與材料 相關(guān)表格下載
碰撞打靶—表格僅供參考,數(shù)據(jù)要求記錄在報告紙上。建議問題
老師,碰撞打靶實(shí)驗(yàn)最后計(jì)算出來能量損耗值,是否還要計(jì)算不確定度?如果鋼尺和游標(biāo)卡尺上沒有標(biāo)明“最大誤差”或“不確定度限值”,要怎么計(jì)算測量長度的不確定度?
本實(shí)驗(yàn)沒要求計(jì)算不確定度,因此沒有給出不確定度限值。—高淵2009/10/1909:17 老師,如果x值選擇較小,是否會使能量損失百分比增大?
是在具體操作中出現(xiàn)這個疑問嗎?如果不是,建議來實(shí)驗(yàn)室做一下,看看損失百分比是否增大.—高淵2010/04/1511:12 老師,我覺得測量X的值時是不是可以多打幾個點(diǎn),比如說10個點(diǎn),由于這些點(diǎn)一般比較密集,所以可以較容易找到這些點(diǎn)的中心,這樣就只需要測一次X的值就可以了,然而取三個點(diǎn)然后取平均值的方法個人覺得有些隨意,一是取三個點(diǎn)樣本太少,可能不具有代表性,二是這三個點(diǎn)每次單獨(dú)測X時的隨意性較大,人為的誤差較大,所以我覺得這個方法略有不妥。另外在算撞擊球的h時,是不是應(yīng)該加上0.5D,畢竟在算平拋運(yùn)動速度時,不需要加0.5D,但是在算h時,就不能不加了,否則h就少了0.5D,誤差較大吧?–張子恒
一般至少打5個點(diǎn),根據(jù)落點(diǎn)情況再適當(dāng)多打,取落點(diǎn)中心的話似乎也是比較隨意的,鑒于這個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差還是比較大的,所以你的方法可行,但并不一定能提高多少精度;對于h0的計(jì)算,如果Y也是以球的底部到底盤距離為準(zhǔn)的話,那么h0是不用加上球半徑的.—高淵2011/11/0110:36 老師,我有一個問題想請教你。因?yàn)橛幸恍┕剿圆恢涝趺瓷蟼鳌U垎栆幌吕蠋煹碾娮余]箱
同學(xué),這個網(wǎng)站首頁的通訊錄一欄里能找到所有教師和助教的郵箱。—樂永康2012/03/0722:23 書上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必做內(nèi)容第三步說根據(jù)x來估計(jì)y值,怎么估計(jì)啊?x=vt;y=1/2gt^2,怎么根據(jù)x來估計(jì)y啊?難道測時間t嗎?那這樣也太不準(zhǔn)了吧,相差一秒就相差5米啊?不懂啊,求指教。。。
估計(jì)嘛,本就沒要求必須達(dá)到何種精確程度。一秒很長了,你拿個秒表掐絕對不會有那么大誤差的。—高淵2012/05/0717:21 老師好,我想問的也是第5個同學(xué)的問題,希望老師能夠解答的再詳細(xì)一點(diǎn),謝謝。就是實(shí)驗(yàn)儀器中并沒有給出秒表,所以無法測時間,但是老師回答的是用秒表掐時間,如果說可以用秒表的話,那么第三步測x就沒有什么意義了,究竟如何才能根據(jù)x測出y?真的不懂,希望老師能指教!再次感謝!—黃禹銘2012/10/2809:13 首先問題的順序理了一下,上面的問題按時間順序應(yīng)該是第五個;至于書上說的估計(jì),由于靶紙能放的X范圍有限,Y值也就是被撞球的高度調(diào)節(jié)范圍也很有限,一般可以試打幾次即可,知道X和Y大概取什么數(shù)值即可,而不是用X測出Y,本實(shí)驗(yàn)中X和Y都是初始條件;至于秒表的說法,是針對那個同學(xué)說的測量時間誤差大的疑問,不是真的建議用秒表。—高淵2012/10/2823:10 謝謝老師啦!——黃禹銘2012/10/3022:46 老師,我想請問一下,模擬題中為什么操作完全正確仍然會發(fā)生非正碰的情況?還有,調(diào)節(jié)平衡時上下兩個轉(zhuǎn)軸各是什么用呢?
總有視覺誤差吧,很難保證絕對正碰;下邊一對轉(zhuǎn)軸調(diào)節(jié)撞擊球的擺動軌跡,上邊一對轉(zhuǎn)軸調(diào)節(jié)撞擊球?qū)?yīng)于被撞球的位置。—高淵2012/06/2501:27 那實(shí)驗(yàn)儀器底盤調(diào)節(jié)水平是為了保證是平拋運(yùn)動還是保證是正碰呢?—黃一霏2012/06/2418:57 都保證啊。—高淵2012/06/2501:21 老師請問改變高度由h0到h值,物理過程因數(shù)據(jù)改變已經(jīng)不是同一個過程,但是計(jì)算損失的能量卻用了兩個不同過程的數(shù)據(jù)計(jì)算,這算不算是系統(tǒng)誤差—陳泓宇2012/09/2423:32 用撞擊球上升的高度來計(jì)算重力勢能,近似得出撞擊過程中損失的能量,雖然可能有2個或者更多操作過程,但算重力勢能的話就只考慮高度的改變,這個計(jì)算不帶來系統(tǒng)誤差。—高淵2012/09/2510:23 老師,我想說,碰撞打靶中,用于釋放撞擊球的磁鐵,在按下開關(guān)后,會不會還對鐵球有作用力,而這個阻力對球做的負(fù)功應(yīng)該也算是誤差吧,在我看來磁鐵能吸住球的磁力應(yīng)該比較大了,那會不會有較大的誤差,如果可以改進(jìn),是不是可以改進(jìn)一下電磁鐵的吸放情況,就是按下開關(guān),在足夠長的時間里會沒有磁力,我相信科學(xué)家做這個實(shí)驗(yàn),應(yīng)該不是用的電磁鐵來釋放小球吧。—-陳泓宇2012/10/907:32 磁力也就是在釋放的一瞬間會對小球有作用力,由此產(chǎn)生的誤差肯定會有,但是可以分析到。電磁鐵方便啊,可以重復(fù)使用操作,原先方法好像是用電熱絲燒斷連接小球與擺繩的膠帶紙。同學(xué)們有沒有什么好方法建議歡迎提出來,我們可以用以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。—高淵2012/10/1511:09 老師,h應(yīng)該是以球中心為準(zhǔn)的吧?不是底部;還有,設(shè)置這么一套裝置的意義何在呢?可不可以改進(jìn)裝置,避免調(diào)試中出現(xiàn)過大誤差?(比如把繩牽引撞擊球換成讓球從斜槽中自由下落,只要保證對心碰撞即可。)—王靖雯2012/11/1622:36 h0一般建議以底部為準(zhǔn),當(dāng)然以球心為準(zhǔn)也可以啊,只要公式隨之而調(diào)整,也就是考慮是否加上球的半徑而已;這個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最初目的就是要同學(xué)自己調(diào)整正碰,看看誰細(xì)心、耐心,出現(xiàn)狀況能否不急躁找出問題所在;基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證已知物理規(guī)律,能否測得精確的結(jié)果不是主要目的,所以不會采用特別精確的儀器,實(shí)驗(yàn)中和實(shí)驗(yàn)所用儀器允許誤差比較大的情況出現(xiàn),但要求能找出誤差和問題所在,從而合理分析和解決問題,這也是實(shí)驗(yàn)課對同學(xué)能力的主要考核方向。—高淵2012/11/1823:34 老師你好,請問能量損失與兩球質(zhì)量差有什么關(guān)系呢?我做的銅球損失最大,其次是鋁球,最小的是鐵球,但是質(zhì)量差最大的是鋁球啊,貌似找不到什么規(guī)律,是不是銅球的數(shù)據(jù)得到的不對啊?—胡蔚萍2012/11/2721:40 能量損失和兩球質(zhì)量差的關(guān)系可以參考思考題6,根據(jù)兩球質(zhì)量比的變化,傳遞的能量和總能量的比值也會不一樣,但這是理想情況,本實(shí)驗(yàn)中由于還有每次調(diào)節(jié)碰撞中條件的不同,以及摩擦力不同的影響,所以會出現(xiàn)不同的情況,鋁球的數(shù)據(jù)經(jīng)常是能量損失比較小的,這些都可以具體分析,數(shù)據(jù)應(yīng)該沒有問題。—高淵2012/11/2808:52