碰撞打靶試驗報告

1、篇一：大學物理碰撞打靶實驗報告碰撞打靶實驗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中極其重要的研究課題。本實驗通過兩個體的碰撞、碰撞前的單擺運動以及碰撞后的平拋運動，應用已學到的力學定律去解決打靶的實際問題，從而更深入地了解力學原理，并提高分析問題、解決問題的能力。一.實驗原理.碰撞：指兩運動物體相互接觸時，運動狀態(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心連線方向的碰撞；其他碰撞則為斜碰。.碰撞時的動量守恒：兩物體碰撞前后的總動量不變。.平拋運動：將物體用一定的初速度v0沿水平方向拋出，在不計空氣阻力的情況下，物體所作的運動稱

2、平拋運動，運動學方程為x?v0t , y?12gt （式t中是從拋出開始計算的時 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）.在重力場中，質量為m的物體在被提高距離h后，其勢能增加了?ep?mgh.質量為m的物體以速度v運動時，其動能為 ek?12mv 2.機械能的轉化和守恒定律：任何物體系統(tǒng)在勢能和動能相互轉化過程中，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)的總機械能（即勢能和動能 的總和）保持恒定不變。.彈性碰撞：在碰撞過程中沒有機械能損失的碰撞。.非彈性碰撞：碰撞過程中的機械能不守恒，其中一部分轉化為非機

3、械能（如熱能）。二.實驗儀器碰撞打靶實驗儀如圖 1所示，它由導軌、單擺、升降架（上有小電磁鐵，可控斷通）、被撞小球及載球支柱，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 鋼球受擊運動時，減少摩擦力做功。支柱具有弱磁性，以保證小鋼球質心沿著支柱中心位置。 圖1碰撞打靶實驗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)指示移動標志。儀器上電磁鐵磁場中心位置、單擺小球（鋼球）質心與被碰撞小球質心在碰撞前后處于 同一平面內(nèi)。由于事先二球質心被調(diào)節(jié)成離導軌同一高度，所以，一旦切斷電磁鐵電源，被 吸單擺小球將自由下擺，并能正中地與被擊球碰撞。被擊球將作平拋

4、運動，最終落到貼有目 標靶的金屬盒內(nèi)。小球質量可用電子天平稱衡。三.實驗內(nèi)容（一）必做內(nèi)容：.調(diào)整導軌水平，如果不水平可調(diào)節(jié)導軌上的兩只調(diào)節(jié)螺釘。.用電子天平測量被撞球（直徑和材料均與撞擊球相同）的質量m,并以此也作為撞擊球 的質量。.根據(jù)靶心的位置，測出x ,估計被撞球的高度y ,并據(jù)此算出撞擊球的高度h0 （預習時應自行推導出由x和y計算高度h0的公式）.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和被撞球進行正碰。.把撞擊球吸在磁鐵下，調(diào)節(jié)升降架使它的高度為h0,細繩拉直。.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)此計算碰撞前后總的能量損失為多少？

5、應對撞擊球的高度作怎樣的調(diào)整，才可使擊中靶心？（預 習時應自行推導出由 x和y,及計算高度差h-h0=?h的公式）.對撞擊球的高度作調(diào)整后，再重復若干次試驗，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。.觀察二小球在碰撞前后的運動狀態(tài)，分析碰撞前后各種能量損失的原因。（二）選做內(nèi)容：觀察兩個不同質量鋼球碰撞前后運動狀態(tài)，測量碰撞前后的能量損失。用直徑、質量都不同的被撞球，重復上述實驗，比較實驗結果并討論之。（注意：由于直徑不同，應重新調(diào)節(jié)升降臺的高度，或重新調(diào)節(jié)細繩）四.思考題.如兩質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？.找出本實驗中，產(chǎn)生？

6、h的各種原因（除計算錯誤和操作不當原因外）。.在質量相同的兩球碰撞后，撞擊球的運動狀態(tài)與理論分析是否一致？這種現(xiàn)象說明了什么？.如果不放被撞球，撞擊球在擺動回來時能否達到原來的高度？這說明了什么？.此實驗中，繩的張力對小球是否做功？為什么？.定量導出本實驗中碰撞時傳遞的能量e和總能量e的比？= e/e與兩球質量比？ =m1/m2的關系。.本實驗中，球體不用金屬，用石蠟或軟木可以嗎？為什么？實驗原理：（要求同學們能夠自己推導有關計算公式，自行設計并畫出實驗原理圖）以下僅為參考：1 .撞擊球下擺至最低點過程，機械能守恒：（1）.撞擊球與被撞球發(fā)生完全彈性碰撞（正碰） ，動量守恒：，（2）.被撞球以

7、初始速率做平拋運動：（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，當被撞球的高度為為由此得碰撞系統(tǒng)在整個運動過程的能量損失應為,撞擊球與被撞球高度差的理論值為時，被撞球實際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調(diào)高至,即使得篇二：碰撞打靶實驗報告碰撞打靶實驗報告碰撞打靶實驗儀。被撞球3個（鐵球，銅球，鋁球，其中鐵球和撞擊球質量相等）。實驗目的、意義和要求目的：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動以及碰撞后的平拋運動利用已學到的力學定律去解決打靶的實驗問題。要求：預習實驗原理的各個力學規(guī)律。了解整個實驗

8、的過程，即從理論值到實際值的過程。實驗前應回答的問題實驗儀底盤為什么要調(diào)水平。由x和y推導出時h0的表達式。由x,和y計算高度差的公式，進而推導出體系在整個過程中的能量損失8 e。實驗內(nèi)容完成實驗室給出的數(shù)據(jù)表格。選做實驗一一從剩余的兩個小球中任選一個（建議做鋁球）完成實驗。實驗目的：比較被撞球的質量發(fā)生變化，或者質量和體積都發(fā)生變化時，體系的能量損失會 有怎樣的變化。實驗報告要求計算碰撞前后的總能量損失8 e?；卮鹫n本p31,p32思考題。實驗現(xiàn)象記錄分析，實驗感想體會和建議。參考書籍與材料 相關表格下載 碰撞打靶一表格僅供參考，數(shù)據(jù)要求記錄在報告紙上。 建議問題老師，碰撞打靶實驗最后計算出

9、來能量損耗值，是否還要計算不確定度？如果鋼尺和游標卡 尺上沒有標明最大誤差”或“不確定度限值，要怎么計算測量長度的不確定度？本實驗沒要求計算不確定度，因此沒有給出不確定度限值。一高淵 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，建議來實驗室做一下，看看損失百分比是否增大.一高淵 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，比如說10個點，由于這些點一般比較密集，所以可以較容易找到這些點的中心，這樣就只需要測一次x的值就可以了，然而取三個點然后取平均值的方法個人覺得有些隨意，一是取三

10、個點樣本太少，可能不具有代表性，二 是這三個點每次單獨測 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，是不是應該加上 0.5d ,畢竟在算平拋運動速度時，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。因為有一些公式所以不知道怎么上傳。請問一下老師的電子 郵箱同學，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。一樂永康 2012/03/0722:23書上實驗內(nèi)容必做內(nèi)容第三步說根據(jù)x來估計y值，怎么估計??？ x=vt;y=1/2gtA2,怎么根據(jù)x來估計y?。侩y道測

11、時間t嗎？那這樣也太不準了吧，相差一秒就相差5米啊？不懂啊，求指教。估計嘛，本就沒要求必須達到何種精確程度。一秒很長了，你拿個秒表掐絕對不會有那么大 誤差的。一高淵 2012/05/0717:21老師好，我想問的也是第 5個同學的問題，希望老師能夠解答的再詳細一點，謝謝。就是實 驗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！一黃禹銘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該是第五個；至于書上說的估計，由于 靶紙能放的

12、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,本實驗中x和y都是初始條件；至于秒表的說法，是針對那個同學說的測量時間誤差大的疑問，不是真的建議用秒表。一高淵 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；下邊一對轉軸調(diào)節(jié)撞擊球的擺動軌跡，上邊一對轉軸調(diào)節(jié)撞擊球對應于被撞球的位置。一高淵 2012/06/2501:27那實驗儀器底盤調(diào)節(jié)水平是

13、為了保證是平拋運動還是保證是正碰呢？一黃一霏 2012/06/2418:57都保證啊。一高淵 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，但是計算損失的能量卻用了兩個不同過程的數(shù)據(jù)計算，這算不算是系統(tǒng)誤差一陳泓宇2012/09/2423:32用撞擊球上升的高度來計算重力勢能，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，這個計算不帶來系統(tǒng)誤差。一高 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，在按下開關后，會不會還對鐵球有作用力，而這個阻力對球做的負功

14、應該也算是誤差吧，在我看來磁鐵能吸住球的磁力應該比較 大了，那會不會有較大的誤差，如果可以改進，是不是可以改進一下電磁鐵的吸放情況，就 是按下開關，在足夠長的時間里會沒有磁力，我相信科學家做這個實驗，應該不是用的電磁 鐵來釋放小球吧。一-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。同學們有沒有什么好方法建議歡迎提出來，我們可以用以改進實驗。一高淵2012/10/1511:09老師，h應該是以球中心為準的吧？不是底部；還有，設置這么一套裝置的意

15、義何在呢？可 不可以改進裝置，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。）一王靖雯2012/11/1622:36h0一般建議以底部為準，當然以球心為準也可以啊，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；這個實驗設計的最初目的就是要同學自己調(diào)整正碰，看看誰細心、耐心，出現(xiàn)狀況能否不急躁找出問題所在；基礎物理實驗都是驗證已知物理規(guī)律，能否測得精確的 結果不是主要目的，所以不會采用特別精確的儀器，實驗中和實驗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，這也是實驗課對同 學能力的主要考核方向。一高

16、淵2012/11/1823:34老師你好，請問能量損失與兩球質量差有什么關系呢？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??？一胡蔚萍 2012/11/2721:40能量損失和兩球質量差的關系可以參考思考題6,根據(jù)兩球質量比的變化，傳遞的能量和總能量的比值也會不一樣，但這是理想情況，本實驗中由于還有每次調(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)應該沒有問題。一高淵2012/11/2808:52篇三：“碰撞打靶”實驗中 能量損失的分

17、析內(nèi)蒙古科技大學本科畢業(yè)論文題目：碰撞打靶實驗中能量損失分析學生姓名：xxx學院：物理科學與技術學院專業(yè)：應用物理班級：08應物學號：0809810038指導教師：xxx二零一二年五月摘要介紹了碰撞打靶實驗儀在力學實驗中的應用，對實驗中的基本原理，實驗中所用到的方法，實驗過程等進行了闡述，并對實驗中所得到的結論進行了分析，發(fā)現(xiàn)了質量不同的撞擊球對能 量損失的影響，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驗的進行提供了一定的幫助。關鍵詞：碰撞；打靶；能量損失abstractdescribes the experimental apparatus t

18、argeting 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 los