专地的题目:弹性碰撞、非弹性碰撞动量守恒定律实验
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动量守恒与非弹性碰撞实验动量守恒是物理学中一个重要的基本定律。
根据动量守恒定律,在没有外力作用下,一个系统的总动量将保持不变。
在本实验中,我们将研究非弹性碰撞的情况,验证动量守恒定律。
非弹性碰撞是指发生碰撞的两个物体在碰撞过程中发生形变,能量损失的碰撞。
相比之下,弹性碰撞是指碰撞过程中没有能量损失,且碰撞物体能恢复到碰撞之前的形态。
实验器材:1. 空气轨道装置2. 小球(2个不同质量的小球)3. 弹性球块(用于引导小球运动的装置)4. 计时器5. 纸带实验步骤:1. 将空气轨道装置放在水平台面上,并确保其稳定。
2. 将一只小球放在空气轨道的一端。
3. 将另一只小球放在空气轨道的另一端,并调整位置使得两只小球之间的距离适当。
4. 将弹性球块安装在空气轨道上,用以引导小球的运动。
5. 将纸带拉直,固定在水平台面上,并通过纸带来记录小球的运动轨迹。
6. 通过计时器,记录小球从起点到终点所需的时间。
实验观察:在进行实验过程中,我们可以观察到以下现象:1. 在碰撞前,两只小球分别具有一定的速度和动量。
2. 当两只小球发生非弹性碰撞时,我们可以观察到碰撞过程中小球之间的形变,能量逐渐转化为热能分散到周围环境中。
3. 记录小球通过纸带的时间数据,可以得到小球运动的速度。
实验分析:根据动量守恒定律,对于没有外力作用的系统,系统的总动量守恒。
也就是说,在任何碰撞情况下,碰撞物体的总动量保持不变。
在进行非弹性碰撞实验时,我们可以验证动量守恒定律。
通过实验观察到的现象,我们可以推断,在碰撞过程中,小球之间发生形变并且能量损失。
因此,根据动量守恒定律,虽然能量发生了转化和损失,但总动量应该保持不变。
这意味着,碰撞后小球的总动量等于碰撞前的总动量。
在实验中,我们利用计时器和纸带记录小球的移动时间和位置。
这些数据可以帮助我们计算小球的速度,并进一步分析碰撞过程中动量的转移和守恒情况。
通过实验结果的分析,我们可以研究非弹性碰撞的动量守恒情况。
专题:弹性碰撞、非弹性碰撞实验:探究动量守恒定律学习目标:1、了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。
2、会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。
3、了解探究动量守恒定律的三种方法。
学习过程:系统不受外力,或者所受的外力为零,某些情况下系统受外力,但外力远小于内力时均可以认为系统的动量守恒,应用动量守恒定律时请大家注意速度的方向问题,最好能画出实际的情境图协助解题。
请规范解下列问题。
一、弹性碰撞、非弹性碰撞:实例分析1:在气垫导轨上,一个质量为2kg的滑块A以1m/s的速度与另一个质量为1kg、速度为4m/s并沿相反方向运动的滑块B迎面相撞,碰撞后两个滑块粘在一起,求:(1)碰撞后两滑块的速度的大小和方向?系统的动能减少了多少?转化为什么能量?(2)若碰撞后系统的总动能没有变化,则碰撞后两滑块的速度的大小和方向?问题一:什么叫做弹性碰撞?什么叫做非弹性碰撞?什么叫做完全非弹性碰撞?碰撞过程中会不会出现动能变多的情形?实例分析2:如图,光滑的水平面上,两球质量均为m,甲球与一轻弹簧相连,静止不动,乙球以速度v撞击弹簧,经过一段时间和弹簧分开,弹簧恢复原长,求:(1)撞击后甲、乙两球相距最近时两球球的速度的大小和方向?(2)弹簧的弹性势能最大为多少?(3)乙球和弹簧分开后甲、乙两球的速度的大小和方向?思考与讨论:假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞,求碰撞后两物体的速度v3、v4,并讨论m1=m2;m1》m2;m1《m2时的实际情形。
二、探究动量守恒的实验:问题二(P4参考案例一)如何探究系统动量是否守恒(弹性碰撞、分开模型、完全非弹性碰撞)?问题三(P5参考案例二):某同学采用如图所示的装置进行实验.把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B 球静止,拉起A 球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起.实验过程中除了要测量A 球被拉起的角度1θ,及它们碰后摆起的最大角度2θ之外,还需测量哪些物理量(写出物理量的名称和符号)才能验证碰撞中的动量守恒.用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式.问题四(P5参考案例三):水平光滑桌面上有A 、B 两个小车,质量分别是0.6 kg 和0.2 kg.A 车的车尾拉着纸带,A 车以某一速度与静止的B 车碰撞,碰后两车连在一起共同向前运动.碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示.根据这些数据,请通过计算猜想:对于两小车组成的系统,什么物理量在碰撞前后是相等的?学习报告:1、光滑水平面上的两个物体发生碰撞,下列情形可能成立的是( )A .碰撞后系统的总动能比碰撞前小,但系统的总动量守恒B .碰撞前后系统的总动量均为零,但系统的总动能守恒C .碰撞前后系统的总动能均为零,但系统的总动量不为零D .碰撞前后系统的总动量、总动能均守恒2、速度为103m/s 的氦核与静止的质子发生正碰,氦核的质量是质子的4倍,碰撞是弹性的,求:碰撞后两个粒子的速度。
用气垫导轨验证动量守恒定律[实验目的]1、观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象。
2、验证碰撞过程中的动量守恒定律。
[实验仪器]气垫导轨全套、MUJ-5C/5B 电脑通用计数器、物理天平、砝码。
[实验原理]在水平气垫导轨上放两个滑块,以两个滑块作为系统,在水平方向不受外力,两个滑块碰撞前后的总动量应保持不变。
设两滑块的质量分别为m 1和m 2,碰撞前的速度为10v 和20v ,相碰后的速度为1v 和2v 。
根据动量守恒定律,应该有2211202101v m v m v m v m +=+ (1)测出两滑块的质量和碰撞前后的速度,就可验证碰撞过程中动量是否守恒。
其中10v 和20v 是在两个光电门处的瞬时速度,即∆x /∆t ,∆t 越小此瞬时速度越准确。
在实验里我们以挡光片的宽度为∆x ,挡光片通过光电门的时间为∆t ,即有220110/,/t x v t x v ∆∆=∆∆=。
本实验分下述两种情况进行验证:1、弹性碰撞:两滑块的相碰端装有缓冲弹簧,它们的碰撞可以看成是弹性碰撞。
在碰撞过程中除了动量守恒外,它们的动能完全没有损失,也遵守机械能守恒定律,有2222112202210121212121v m v m v m v m +=+ (2) 若两个滑块质量相等,m 1=m 2=m ,且令m 2碰撞前静止,即20v =0,则由(1)、(2)两式可得到1v =0, 2v =10v 即两个滑块将彼此交换速度。
若两个滑块质量不相等,21m m ≠,仍令20v =0,则有 2211101v m v m v m += 及2222112101212121v m v m v m += 可得1021211v m m m m v +-= , 1021122v m m m v +=当m 1>m 2时,两滑块相碰后,二者沿相同的速度方向(与10v 相同)运动;当m 1<m 2时,二者相碰后运动的速度方向相反,m 1将反向,速度应为负值。
引言概述:本实验报告旨在探讨碰撞与动量守恒原理,并通过实验验证该原理的有效性。
动量守恒是一个基本的物理原理,适用于各种物体的碰撞问题。
在实验中,我们将通过进行不同类型的碰撞实验来观察和分析碰撞前后物体的动量变化,并据此验证动量守恒原理。
正文内容:1. 碰撞类型及动量守恒原理1.1 弹性碰撞弹性碰撞是指两个物体在碰撞过程中动能和动量都得到守恒的碰撞类型。
在弹性碰撞中,碰撞物体之间相互作用力的大小和方向完全相反,并且动量总和在碰撞前后保持不变。
根据动量守恒原理,我们可以通过测量碰撞前后物体的速度和质量来计算和验证动量守恒。
1.2 非弹性碰撞非弹性碰撞是指两个物体在碰撞过程中不完全弹性恢复的碰撞类型。
在非弹性碰撞中,碰撞物体之间存在能量损失,并且在碰撞后分别以不同速度进行运动。
尽管动能不能守恒,但动量守恒仍然保持不变。
我们可以通过测量碰撞前后物体的速度和质量,以及所损失的能量来验证动量守恒。
2. 实验器材和步骤2.1 实验器材本实验所需的器材包括:弹性碰撞车、非弹性碰撞车、轨道、计时器、测量工具等。
2.2 实验步骤(1) 设置轨道和安装弹性碰撞车。
(2) 确保弹性碰撞车和非弹性碰撞车的初始位置和速度。
(3) 开始实验,并使用计时器记录碰撞前后物体的运动时间。
(4) 测量物体的质量,并记录实验数据。
(5) 重复实验,得出平均值并计算动量变化。
3. 实验结果和数据分析3.1 弹性碰撞实验结果我们进行了一系列弹性碰撞实验,并测量了碰撞前后物体的速度和质量。
通过计算动量的变化,我们发现动量在碰撞前后保持不变的结果与动量守恒原理相一致。
3.2 非弹性碰撞实验结果我们进行了一系列非弹性碰撞实验,并测量了碰撞前后物体的速度和质量。
通过计算动量的变化和能量损失,我们发现动量在碰撞前后仍然保持不变,验证了动量守恒原理的有效性。
4. 实验误差和改进4.1 实验误差来源实验误差主要来自于实验仪器的精确度、人为操作的不准确性以及环境因素的干扰等。
动量守恒实验报告动量守恒实验报告引言:动量守恒是物理学中一个重要的基本原理,它描述了一个封闭系统中动量的守恒性质。
在本次实验中,我们将通过进行一系列实验来验证动量守恒定律,并探究其在不同情况下的应用。
实验一:弹性碰撞在这个实验中,我们将使用两个小球进行弹性碰撞的观察。
首先,我们将球A 放在一个固定位置,然后给球B一个初速度。
当球B与球A碰撞后,我们观察到球A和球B的运动情况。
根据动量守恒定律,我们可以得出结论:在弹性碰撞中,两个物体的总动量在碰撞前后保持不变。
实验二:非弹性碰撞接下来,我们将进行非弹性碰撞的实验。
同样的,我们使用两个小球,但这次我们会在碰撞前将它们粘在一起。
我们可以观察到,在碰撞后,两个小球会继续以一个共同的速度移动。
根据动量守恒定律,我们可以得出结论:在非弹性碰撞中,两个物体的总动量同样在碰撞前后保持不变。
实验三:动量守恒在实际生活中的应用除了在实验中验证动量守恒定律外,我们还可以通过一些实际生活中的例子来理解和应用动量守恒。
例如,当我们骑自行车时,如果突然刹车,我们会感到一个向前的冲力,这是因为动量守恒定律的应用。
当我们刹车时,自行车的动量减小,而我们的身体的动量保持不变,所以我们会感到一个向前的冲力。
结论:通过以上的实验和例子,我们验证了动量守恒定律在弹性碰撞和非弹性碰撞中的适用性,并了解了它在实际生活中的应用。
动量守恒定律告诉我们,在一个封闭系统中,物体的总动量保持不变。
这个原理在物理学和工程学中有着广泛的应用,帮助我们解释和预测各种运动现象。
尽管动量守恒定律在实验中得到了验证,但它并不是万能的。
在某些情况下,由于外力或摩擦等因素的存在,动量守恒定律可能不再适用。
因此,在实际应用中,我们需要综合考虑各种因素,并结合其他物理定律来进行分析和计算。
总之,动量守恒定律是物理学中一个重要的基本原理。
通过实验和实际应用,我们可以更好地理解和应用这个定律。
在今后的学习和研究中,我们可以进一步探究动量守恒定律的应用领域,以及它与其他物理定律的关系,从而深入了解物体运动的规律。
动量守恒定律解析弹性碰撞与非弹性碰撞动量守恒定律是经典力学中的一个基本原理,描述了在没有外力作用下,一个封闭系统总动量保持不变的规律。
在碰撞这一物理现象中,动量守恒定律起着重要的作用。
本文将对弹性碰撞和非弹性碰撞两种碰撞形式进行详细解析。
一、弹性碰撞弹性碰撞是指碰撞前后两个物体之间没有能量损失,也没有形变的碰撞过程。
在弹性碰撞中,动量守恒定律可以用下面的公式表达:m1 * v1i + m2 * v2i = m1 * v1f + m2 * v2f其中,m1和m2分别是碰撞物体1和物体2的质量,v1i和v2i是碰撞物体1和物体2的初始速度,v1f和v2f是碰撞物体1和物体2的最终速度。
在弹性碰撞中,动量守恒定律成立是因为碰撞过程中没有外部力量对物体施加,只有内部作用力。
这种情况下,动量变化完全由物体内部力的转移引起,总动量始终保持不变。
二、非弹性碰撞非弹性碰撞是指碰撞过程中发生了能量损失和形变的碰撞。
在非弹性碰撞中,动量守恒定律同样成立,但能量守恒定律不再适用,因为碰撞过程中发生了能量转化。
在非弹性碰撞中,我们可以用下面的公式描述动量守恒定律:m1 * v1i + m2 * v2i = (m1 + m2) * vf其中,m1和m2仍然是碰撞物体1和物体2的质量,v1i和v2i是碰撞物体1和物体2的初始速度,vf是碰撞后两个物体的共同速度。
在非弹性碰撞中,碰撞过程中会有能量损失,例如热能的产生、声能的产生等。
因此,虽然总动量守恒,但总能量会降低。
三、二维碰撞上述讨论的弹性碰撞和非弹性碰撞都是基于一维运动的情况。
而在实际应用中,很多碰撞都是二维碰撞,即在平面上发生的碰撞。
对于二维碰撞,动量守恒定律可以分解为两个方向上的独立守恒。
在碰撞发生前,需要将速度向量按照坐标轴进行分解,然后针对每个分量分别应用动量守恒定律。
四、应用与实例动量守恒定律是解析弹性碰撞与非弹性碰撞的基础,在物理学、工程学、运动学等领域有广泛的应用。
弹性碰撞与非弹性碰撞动量守恒定律在碰撞中的应用碰撞是物体相互作用中的一种重要过程,它涉及到力的传递、能量转化和动量变化等物理概念。
其中,动量守恒定律是研究碰撞过程中动量变化的重要依据。
本文将重点探讨弹性碰撞与非弹性碰撞中动量守恒定律的应用。
一、弹性碰撞的动量守恒弹性碰撞是指碰撞过程中物体之间没有能量损失的情况。
在弹性碰撞中,动量守恒定律可以用来描述碰撞前后物体动量的变化情况。
根据动量守恒定律,碰撞前后物体的总动量保持不变,即:⇒ m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f其中,m1和m2分别为两个物体的质量,v1i和v2i为碰撞前的物体速度,v1f和v2f为碰撞后的物体速度。
弹性碰撞常见的应用之一是撞球游戏。
在撞球中,两个球之间发生的碰撞是弹性碰撞。
假设一个质量为m1的球以速度v1i撞向另一个质量为m2的球,且两个球之间没有能量损失。
根据动量守恒定律,可以得出碰撞后两个球的速度。
二、非弹性碰撞的动量守恒非弹性碰撞是指碰撞过程中物体之间有能量损失的情况。
在非弹性碰撞中,动量守恒定律仍然适用于描述碰撞前后物体动量的变化情况。
然而,由于能量的损失,非弹性碰撞中的碰撞后速度与弹性碰撞有所不同。
在非弹性碰撞中,一部分或全部动能被转化为其他形式的能量,如热能或变形能。
因此,碰撞后物体的速度会发生变化,而不同于弹性碰撞中速度保持不变的情况。
非弹性碰撞常见的应用之一是交通事故。
当两辆车发生碰撞时,能量损失导致碰撞后的车速度减小,甚至会发生车辆变形。
根据动量守恒定律,我们可以计算碰撞前后的速度变化,并推断事故造成的损害程度。
三、动量守恒定律在碰撞中的应用动量守恒定律在碰撞中有广泛的应用,不仅可以用于解释现象,还可以用于计算物体的运动状态。
以下是动量守恒定律在碰撞中的一些应用:1. 碰撞速度计算:通过动量守恒定律,可以计算碰撞中物体的速度变化,进而了解碰撞后物体的动态状态。
2. 防护设计:动量守恒定律可用于计算碰撞后物体的速度变化,从而指导防护设施的设计,减轻碰撞事故对人身安全的影响。
动量守恒定律解析弹性与非弹性碰撞动量守恒定律是物理学中的重要原理之一,它描述了系统中的总动量在一个封闭系统中守恒不变。
在碰撞过程中,动量守恒定律可以用来解析弹性碰撞和非弹性碰撞。
本文将对这两种碰撞进行详细的解析。
一、弹性碰撞在弹性碰撞中,碰撞之前和碰撞之后的总动能都保持不变。
根据动量守恒定律,碰撞之前和碰撞之后的总动量也保持不变。
这里有两个关键公式可以用来计算弹性碰撞中的速度变化。
1. 绝对弹性碰撞在绝对弹性碰撞中,碰撞物体之间没有能量损失,且碰撞之后物体的速度方向都发生了变化。
设两个物体分别为物体A和物体B,它们的质量分别为mA和mB,碰撞前的速度分别为vA1和vB1,碰撞后的速度分别为vA2和vB2。
根据动量守恒定律,可以得到以下公式:mA * vA1 + mB * vB1 = mA * vA2 + mB * vB2同时,由于动能守恒,可以得到以下公式:(1/2) * mA * (vA1)^2 + (1/2) * mB * (vB1)^2 = (1/2) * mA * (vA2)^2 + (1/2) * mB * (vB2)^2根据以上两个公式,可以解得碰撞之后物体A和物体B的速度。
2. 相对弹性碰撞在相对弹性碰撞中,碰撞物体之间有能量损失,但是碰撞之后物体的速度方向还是发生了变化。
同样设两个物体为物体A和物体B,质量分别为mA和mB,碰撞前的速度分别为vA1和vB1,碰撞后的速度分别为vA2和vB2。
根据动量守恒定律和动能守恒定律,可以得到以下公式:mA * vA1 + mB * vB1 = mA * vA2 + mB * vB2(1/2) * mA * (vA1)^2 + (1/2) * mB * (vB1)^2 > (1/2) * mA * (vA2)^2 + (1/2) * mB * (vB2)^2这个时候无法唯一地确定碰撞之后物体的速度,因为能量有损失。
但可以通过解以上两个公式组成的方程组,得到速度的范围,即碰撞之后物体速度的上下界。
《弹性碰撞和非弹性碰撞》碰撞与动量守恒在我们日常生活和物理学的研究中,碰撞是一种常见的现象。
从台球桌上球与球的撞击,到汽车在道路上的追尾,碰撞无处不在。
而在物理学中,碰撞又分为弹性碰撞和非弹性碰撞,这两种碰撞类型与动量守恒有着密切的关系。
首先,我们来了解一下什么是弹性碰撞。
弹性碰撞是指在碰撞过程中,系统的机械能守恒。
也就是说,碰撞前后系统的总动能保持不变。
想象一下两个完全弹性的小球,比如两个高质量的橡胶球,它们在碰撞时不会有能量的损失。
例如,一个速度为 v₁的小球 A 与一个静止的小球 B 发生弹性碰撞,碰撞后小球 A 的速度变为 v₁',小球 B 的速度变为 v₂'。
根据动量守恒定律和机械能守恒定律,可以通过一系列的数学推导得出它们碰撞后的速度。
在弹性碰撞中,还有一个有趣的特点,那就是相对速度的大小在碰撞前后是不变的。
比如说,在上述的两个小球碰撞的例子中,碰撞前小球 A 相对于小球 B 的速度大小,等于碰撞后小球 B 相对于小球 A 的速度大小。
接下来,我们再看看非弹性碰撞。
非弹性碰撞与弹性碰撞最大的不同在于,在碰撞过程中,系统会有机械能的损失。
这种机械能的损失通常会转化为热能、声能或者其他形式的能量。
比如说,一辆汽车以一定的速度撞上一堵墙,碰撞后汽车停下来,汽车的动能在碰撞过程中大部分转化为了内能和车辆的变形能。
非弹性碰撞又可以分为完全非弹性碰撞和不完全非弹性碰撞。
完全非弹性碰撞是指碰撞后两个物体结合在一起,以相同的速度运动。
例如,一个小木块在光滑的水平面上以一定的速度滑行,撞上一个静止的大木块,碰撞后两者结合在一起共同运动。
在这种情况下,机械能的损失是最大的。
不完全非弹性碰撞则是介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间的情况,碰撞后物体的速度会发生变化,同时也有一定的机械能损失,但不像完全非弹性碰撞那样损失得那么多。
那么,动量守恒在这些碰撞中又起到了什么作用呢?动量守恒定律指出,在一个不受外力或者合外力为零的系统中,系统的总动量保持不变。
动量守恒实验弹性与非弹性碰撞的动量守恒动量守恒实验-弹性与非弹性碰撞的动量守恒动量是描述物体运动状态的物理量,是物体质量和速度的乘积。
动量守恒定律是指在一个系统内,如果外力不作用于该系统,系统内物体的总动量保持不变。
在实验中,我们可以通过观察弹性与非弹性碰撞过程,验证动量守恒定律。
一、实验设备和材料:1. 球形小车(用于模拟撞击物体)2. 直线轨道(用于控制小车运动轨道)3. 弹簧胶圈(用于模拟弹性碰撞)4. 橡胶胶圈(用于模拟非弹性碰撞)5. 定标尺(用于测量小车运动距离)6. 计时器(用于测量小车运动时间)二、实验步骤:1. 将直线轨道横向放置在光滑水平的实验台上。
2. 将球形小车放置于直线轨道上,使其能够自由运动。
3. 在小车的一端固定弹簧胶圈,另一端固定橡胶胶圈,分别用于模拟弹性碰撞和非弹性碰撞。
4. 根据实验需要,确定小车的初速度和碰撞物体的质量。
5. 将小车推动至一定高度后释放,记录小车运动的距离和时间。
6. 重复实验多次,得到多组数据。
三、实验结果与分析:1. 弹性碰撞的实验结果:在弹性碰撞实验中,我们观察到小车在碰撞后完全反弹,速度方向发生了改变。
在碰撞过程中,弹簧胶圈受到了压缩,存储了一定的弹性势能,然后将势能转化为了小车的动能。
根据动量守恒定律,碰撞前后整个系统的总动量应该保持不变。
因此,小车的反弹运动是由于动量守恒所导致的。
2. 非弹性碰撞的实验结果:在非弹性碰撞实验中,我们观察到小车在碰撞后停止运动,速度变为零。
橡胶胶圈在碰撞过程中吸收了一部分动能,将其转化为了内能或其他形式的能量,导致小车停止运动。
尽管碰撞后小车的速度变为零,但是根据动量守恒定律,在碰撞前后整个系统的总动量仍然保持不变。
四、结论:通过实验我们可以得出以下结论:1. 在弹性碰撞中,碰撞前后整个系统的总动量保持不变,小车发生完全反弹。
2. 在非弹性碰撞中,碰撞前后整个系统的总动量同样保持不变,但小车失去了全部动能且停止运动。
碰撞实验实验报告篇一:关于弹性与非弹性碰撞的物理实验报告一,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m1、m2的滑块来碰撞(图4.1.2-1),若忽略气流阻力,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。
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,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)(6)如果v20=0,则有(7)(8)动量损失率为(9)能量损失率为(10)理论上,动量损失和能量损失都为零,但在实验中,由于空气阻力和气垫导轨本身的原因,不可能完全为零,但在一定误差范围内可认为是守恒的。
2.完全非弹性碰撞碰撞后,二滑块粘在一起以10同一速度运动,即为完全非弹性碰撞。
在完全非弹性碰撞中,系统动量守恒,动能不守恒。
(11)在实验中,让v20=0,则有(12)(13)动量损失率(14)动能损失率(15)3.一般非弹性碰撞一般情况下,碰撞后,一部分机械能将转变为其他形式的能量,机械能守恒在此情况已不适用。
牛顿总结实验结果并提出碰撞定律:碰撞后两物体的分离速度碰撞前两物体的接近速度成正比,比值称为恢复系数,即与(16)恢复系数e由碰撞物体的质料决定。
E值由实验测定,一般情况下0<e<1,当e=1时,为完全弹性碰撞;e=0时,为完全非弹性碰撞。
关于弹性及非弹性碰撞的物理实验报告实验目的:1.探究弹性碰撞和非弹性碰撞的特性和差异。
2.通过实验验证和分析弹性碰撞和非弹性碰撞的动量守恒和能量守恒定律。
实验器材:1.一块充气球2.一块硬板3.直尺4.常规实验器材:计时器、计量器等实验步骤:弹性碰撞部分:1.将充气球气体充满并系在直尺的一端。
2.将直尺竖直放置在桌面上,并调整直尺的位置,使充气球的另一端与平衡位置对齐。
3.用手轻轻按下充气球,使其向前移动,并观察和记录充气球弹性碰撞的运动情况。
非弹性碰撞部分:1.将充气球气体再度充满并系在直尺的一端。
2.将直尺竖直放置在桌面上,调整直尺的位置,使充气球的另一端稍稍超过平衡位置。
3.用手轻轻按下充气球,使其向前移动,并观察和记录碰撞的运动情况。
4.记录非弹性碰撞后的充气球运动速度和方向,并与弹性碰撞进行对比。
实验数据:弹性碰撞:1.充气球在碰撞前的运动速度:v12.充气球在碰撞后的运动速度:v2非弹性碰撞:1.充气球在碰撞前的运动速度:v12.充气球在碰撞后的运动速度:v2实验结果分析:根据实验数据和观察结果,可以得出以下结论:1.弹性碰撞是指碰撞后物体能够恢复原来的形状和动能,而非弹性碰撞是指碰撞后物体无法恢复原来的形状和动能。
2.在弹性碰撞中,充气球的运动速度和方向未发生改变。
3.在非弹性碰撞中,充气球的运动速度和方向发生改变。
4.弹性碰撞满足动量守恒和能量守恒定律,而非弹性碰撞仅满足动量守恒定律。
实验结论:1.弹性碰撞和非弹性碰撞具有明显的差异,弹性碰撞能够恢复物体的形状和动能,而非弹性碰撞无法恢复。
2.弹性碰撞和非弹性碰撞均满足动量守恒定律,但仅弹性碰撞满足能量守恒定律。
实验总结:通过本次实验,我对弹性碰撞和非弹性碰撞的特性有了更深入的理解。
我学到了动量守恒和能量守恒定律在碰撞实验中的应用,以及弹性碰撞和非弹性碰撞的区别。
此外,在实验过程中,我还进一步加强了观察和记录数据的能力。
实验结果有助于我们更好地理解自然界中的碰撞现象,并为工程设计和物理学研究提供了实验依据。
关于弹性与非弹性碰撞的物理实验报告摘要:本实验通过进行碰撞实验,研究了不同情况下的弹性碰撞和非弹性碰撞的现象和性质。
通过实验观察和数据分析,以及理论模型的运用,得出了关于物体碰撞的一些重要规律,并深入探讨了碰撞过程中的能量守恒与动量守恒。
引言:弹性与非弹性碰撞作为物体的基本运动行为,对于研究物体的动态性质具有重要意义。
弹性碰撞指的是碰撞之后物体之间没有能量损失,而非弹性碰撞则是指碰撞之后物体之间有部分或全部能量损失的碰撞过程。
因此,本实验旨在通过实际操作和数据统计,以及理论分析,研究碰撞过程中的物体性质和动量守恒、能量守恒规律。
实验方法:1.准备材料:小球、弹簧、轨道、测量器具等。
2.实验装置的搭建:将轨道固定在平面上,使其保持水平;在轨道上固定一个带有弹簧的支架。
3.实验步骤:a.调整装置,确保小球从轨道上滚下时,与弹簧的碰撞是水平的。
b.测量小球在运动前后的速度,计算小球的动量。
实验结果及讨论:1.弹性碰撞实验:a.将小球从轨道上滚下,观察与弹簧碰撞后的反弹情况。
b.测量反弹小球的速度,计算其动量和动能。
c.通过数据统计及计算,验证动量守恒和能量守恒的规律。
d.讨论弹性碰撞的特点和规律,如动量交换和动能转化等。
2.非弹性碰撞实验:a.将小球从轨道上滚下,观察与弹簧碰撞后的停止情况。
b.测量停止后小球的速度,计算其动量和动能。
c.通过数据统计及计算,分析能量损失的情况,并讨论非弹性碰撞的特点和规律。
结论:通过实验结果和分析,我们得出以下结论:1.弹性碰撞时,碰撞前后的动量相等,能量守恒,且没有能量损失。
此外,碰撞物体之间动能的转化符合一定的规律。
2.非弹性碰撞时,碰撞前后的动量仍然守恒,但能量损失,并且损失的能量转化为其他形式。
实验总结:通过本次实验,我们对于弹性与非弹性碰撞的物理性质有了更深入的了解。
在实验过程中,我们还掌握了运用理论模型分析和计算实验结果的方法。
通过进一步的实验和研究,我们可以更系统地探索碰撞的特性,并在更广泛的领域中应用这些知识。
弹性碰撞和非弹性碰撞教学目标1. 了解弹性碰撞和非弹性碰撞。
2. 会分析具体实例中的碰撞特点及类型。
3. 会用动量、能量的观点解决生产生活中与一维碰撞相关的实际问题。
教学重难点教学重点1.理解弹性碰撞与非弹性碰撞的概念及特点。
2.能用动量守恒定律和能量守恒定律解决与生产生活相关的实际问题。
教学难点应用动量守恒定律和能量关系、速度关系分析碰撞的可能情况。
教学准备多媒体课件教学过程新课引入碰撞是自然界中常见的现象。
陨石撞击地球而对地表产生破坏,网球受球拍撞击而改变运动状态,游乐场里碰碰车之间的碰撞能给人们带来快乐,汽车之间的碰撞给人们带来灾难……物体碰撞中动量的变化情况,前面已经进行了研究。
那么,在各种碰撞中能量又是如何变化的?这节课我们从能量的角度研究碰撞前后物体动能的变化情况,进而对碰撞进行分类。
讲授新课一、弹性碰撞和非弹性碰撞教师设问:在本章第一节,我们发现两辆小车相碰后若粘在一起运动,则总的动能减小。
这种情况普遍吗?是否有碰撞前后总动能不变的情况呢?我们通过实验来研究这个问题。
思考如下问题:·仔细观察上面所示的实验装置,想一想,总动能减少的原因是什么?碰撞过程中部分机械能转化为了内能,总动能减少。
·为了尽量减少总动能的损失,可以对图1.1-2的实验装置怎样进行改进?为两辆小车安装弹性碰撞架。
·需要测量哪些实验数据?如何测量?用天平测出小车质量、通过光电门算出小车的速度,计算得出两小车碰撞前后的动能,填入下表。
碰撞的分类1.按机械能是否守恒来区分(1)弹性碰撞:如果系统在碰撞前后动能不变,这类碰撞叫作弹性碰撞。
如钢球、玻璃球碰撞时,可看作弹性碰撞。
(2)非弹性碰撞:如果系统在碰撞后动能减少,这类碰撞叫作非弹性碰撞。
如木制品的碰撞等。
(3)完全非弹性碰撞:碰撞后两物体连在一起运动的现象。
如橡皮泥之间的碰撞。
2.从碰撞速度方向来区分(1)正碰:两个小球碰撞之前运动速度与两球心的连线在同一条直线上,碰撞之后两球的速度仍沿着这条直线。
【本讲教育信息】一. 教学内容:1、弹性碰撞和非弹性碰撞2、反冲运动与火箭3、用动量概念表示牛顿第二定律二、知识归纳、总结:(一)弹性碰撞和非弹性碰撞1、碰撞碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化的过程。
2、碰撞的分类(按机械能是否损失分类)(1)弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能守恒,即为弹性碰撞。
(2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能不守恒的碰撞。
3、碰撞模型相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理,那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、相距恰“最远”或恰上升到“最高点”等一类临界问题,求解的关键都是“速度相等”,具体分析如下:(1)如图所示,光滑水平面上的A物体以速度v去撞击静止的B物体,A、B两物体相距最近时,两物体速度必定相等,此时弹簧最短,其压缩量最大。
(2)如图所示,物体A以速度v0滑到静止在光滑水平面上的小车B上,当A在B上滑行的距离最远时,A、B相对静止,A、B两物体的速度必定相等。
(3)如图所示,质量为M的滑块静止在光滑水平面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来,设小球不能越过滑块,则小球到达滑块上的最高点时(即小球竖直方向上的速度为零),两物体的速度肯定相等(方向为水平向右)。
(二)对心碰撞和非对心碰撞1、对心碰撞碰撞前后物体的速度都在同一条直线上的碰撞,又称正碰。
2、非对心碰撞碰撞前后物体的速度不在同一条直线上的碰撞。
3、散射指微观粒子的碰撞。
(三)反冲反冲运动(1)定义:原来静止的系统,当其中一部分运动时,另一部分向相反方向的运动 ,就叫做反冲运动。
(2)原理:反冲运动的基本原理仍然是动量守恒定律,当系统所受的外力之和为零或外力远远小于内力时,系统的总量守恒,这时,如果系统的一部分获得了某一方向的动量,系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量。
(3)公式:若系统的初始动量为零,则动量守恒定律形式变为:0=m 1v 1'+ m 2v 2'.此式表明,做反冲运动的两部分,它们的动量大小相等,方向相反,而它们的速率则与质量成反比。
专题:弹性碰撞、非弹性碰撞实验:探究动量守恒定律
学习目标:
1、了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。
2、会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。
3、了解探究动量守恒定律的三种方法。
学习过程:
系统不受外力,或者所受的外力为零,某些情况下系统受外力,但外力远小于内力时均可以认为系统的动量守恒,应用动量守恒定律时请大家注意速度的方向问题,最好能画出实
际的情境图协助解题。
请规范解下列问题。
一、弹性碰撞、非弹性碰撞:
实例分析1:在气垫导轨上,一个质量为2kg的滑块A以1m/s的速度与另一个质量为1kg、速度为4m/s并沿相反方向运动的滑块B迎面相撞,碰撞后两个滑块粘在一起,求:
(1)碰撞后两滑块的速度的大小和方向?系统的动能减少了多少?转化为什么能量?
⑵若碰撞后系统的总动能没有变化,则碰撞后两滑块的速度的大小和方向?
问题一:什么叫做弹性碰撞?什么叫做非弹性碰撞?什么叫做完全非弹性碰撞?碰撞过程中
会不会出现动能变多的情形?
实例分析2 :如图,光滑的水平面上,两球质量均为m,甲球与一轻弹簧相连,静止不动, 乙球以速度v撞击弹簧,经过一段时间和弹簧分开,弹簧恢复原长,求:
(1 )撞击后甲、乙两球相距最近时两球球的速度的大小和方向?
(2 )弹簧的弹性势能最大为多少?
(3)乙球和弹簧分开后甲、乙两球的速度的大小和方向?
思考与讨论:假设物体m i以速度v i与原来静止的物体m2发生弹性碰撞,求碰撞后两物体
的速度V3、V4,并讨论m i=m 2; m 1》m2; m 1《m2时的实际情形。
二、探究动量守恒的实验:
问题二(P4参考案例一)如何探究系统动量是否守恒(弹性碰撞、分开模型、完全非弹性碰撞)?
问题三(P5参考案例二):某同学采用如图所示的装置进行实验. 把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B球静止,拉起A球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起.实验
过程中除了要测量A球被拉起的角度i,及它们碰后摆起的最大角度还需测量哪些
2之外,
物理量(写出物理量的名称和符号)才能验证碰撞中的动量守恒.用测量的物理量表
示动量守恒应满足的关系式.
问题四(P5参考案例三):水平光滑桌面上有A、B两个小车,质量分别是0.6 kg和0.2 kg.A 车的车尾拉着纸带,A车以某一速度与静止的B车碰撞,碰后两车连在一起共同向前运动
碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示•根据这些数据,请通过计算猜想:对于两小车组
成的系统,什么物理量在碰撞前后是相等的?
学习报告:
1、光滑水平面上的两个物体发生碰撞,下列情形可能成立的是()
A .碰撞后系统的总动能比碰撞前小,但系统的总动量守恒
B.碰撞前后系统的总动量均为零,但系统的总动能守恒
C.碰撞前后系统的总动能均为零,但系统的总动量不为零
D •碰撞前后系统的总动量、总动能均守恒
2、速度为103m/s的氦核与静止的质子发生正碰,氦核的质量是质子的4倍,碰撞是弹性的,求:碰撞后两个粒子的速度。
3、A、B两物体在水平面上运动,其中物体两
A的质量为m A=4kg ,
球发生相互作用前后的运动情况如图所示, 量?
此碰撞是否是弹性碰撞?。