碰撞打靶实验中的能量损失研究 物理实验论文 07005312 吴立军.

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1 碰撞打靶实验中的能量损失研究 物理实验论文 吴立军

2 物理实验论文 简要提纲 碰撞打靶实验中的能量损失研究 问题提出 实验过程 数据处理 总结分析

3 物理实验论文 实验装置 碰撞打靶实验中的能量损失研究

4 物理实验论文 提出问题 碰撞打靶实验中的能量损失研究 撞击球运动到被撞球的过程 两球碰撞过程 被撞球平抛过程

5 物理实验论文 实验原理 碰撞打靶实验中的能量损失研究 单摆初始位置 经过一个周期小球 回到右边的最高点 △h

6 物理实验论文 实验原理 碰撞打靶实验中的能量损失研究 ①.撞击球运动到被撞球的过程 ②.两球碰撞过程 ③.被撞球平抛过程 一个周期后回到最高点后，观察到产生的高度差为△h，可知在这一个周期中的能量损失为mg△h。因为①过程，即撞击球碰到被撞击球时，单摆运动时间为 ，故①过程中损失的能量E1=mg△h/4。

7 实验原理 碰撞打靶实验中的能量损失研究 在测量碰撞过程中的能量损失前， 我们先测③过程——平抛运动中的小 球由于空气阻力而损失的能量。
物理实验论文 实验原理 碰撞打靶实验中的能量损失研究 ①.撞击球运动到被撞球的过程 ②.两球碰撞过程 ③.被撞球平抛过程 在测量碰撞过程中的能量损失前， 我们先测③过程——平抛运动中的小 球由于空气阻力而损失的能量。 平抛运动的水平位移为x，小球质量为m，立柱高度b，小球半径为r，y=b+r。 自由落体方程式： b=g /2 ……（1） 小球到达底板时的水平速度: v=x/t， 将其代入(1)式得 小球到达底板时水平方向的动能 = … （2） h y x

8 实验原理 碰撞打靶实验中的能量损失研究 物理实验论文 ①.撞击球运动到被撞球的过程 ②.两球碰撞过程 ③.被撞球平抛过程
①.撞击球运动到被撞球的过程 ②.两球碰撞过程 ③.被撞球平抛过程 h y x1 x2 同理,可以计算出小球落在调整过的底板上时小球的水平方 向的动能为 则③过程中的能量损失 。

9 物理实验论文 逆向思维 碰撞打靶实验中的能量损失研究 然而仪器限制了通过调节底板来进行以上实验，所以可以通过等距离的提高升降台和撞击球以上的悬线高度，间接的满足上面的要求。当然要经过精心的调节，保证两次实验除相对底板高度有变化外，其他条件不变。

10 以被撞小球所在平面作为重力势能零点，则原系统的总能量E=mg（h-y） 根据能量守恒定律，两球碰撞（②）的能量损失
实验原理 物理实验论文 碰撞打靶实验中的能量损失研究 ①.撞击球运动到被撞球的过程 ②.两球碰撞过程 ③.被撞球平抛过程 以被撞小球所在平面作为重力势能零点，则原系统的总能量E=mg（h-y） 根据能量守恒定律，两球碰撞（②）的能量损失 h y x 水平方 向动能

11 实验过程及注意项 调整仪器，使得仪器在水平面上，观察摆球的运动。
物理实验论文 实验过程及注意项 碰撞打靶实验中的能量损失研究 调整仪器，使得仪器在水平面上，观察摆球的运动。 多次碰撞打靶，使得撞击球球与被撞小球是对心碰撞，并且被撞小球的平抛落点在底板中心线上，固定立柱高度和单摆高度。 做单摆运动，把A球固定于磁铁上面，记录高度为h1，释放小球，当小球在一个周期后回到最高点时记录最高点为h2，多次测量取平均值。 做对心碰撞，多次碰撞，把碰撞点浓缩于一个圆内，以圆心为落点，测量被撞球的水平位移为x1。 相应的抬高立柱与摆球的高度，摆长摆角不变，记录调节后立柱的高度为b，重复上述步骤，测得被撞球水平位移为x2。

12 实验数据 调节前 调节后 表1 表2 碰撞打靶实验中的能量损失研究 A球高度h=17.22cm 小球质量m=28.23g h=21.20cm
物理实验论文 实验数据 碰撞打靶实验中的能量损失研究 A球高度h=17.22cm 表1 调节前 次数 1 2 3 平均值 回来的最高点h1/cm 16.80 16.70 16.73 高度差 △h/cm 0.42 0.52 0.45 小球质量m=28.23g h=21.20cm 小球半径r=0.96cm 表2 调节后 次序 立柱高度b/cm 被撞球高度 y/cm 水平位移x/cm 调节前 9.82 10.78 14.76 调节后 13.80 17.48

13 数据处理 碰撞打靶实验中的能量损失研究 单摆过程中的能量损失： 改变底板高度前后被撞小球到达底板时的动能分别为： 平抛过程中的能量损失 ：
物理实验论文 数据处理 碰撞打靶实验中的能量损失研究 单摆过程中的能量损失： 改变底板高度前后被撞小球到达底板时的动能分别为： 平抛过程中的能量损失 ： 撞击过程中的能量损失：

14 物理实验论文 数据处理—能量损失比较 碰撞打靶实验中的能量损失研究 以被撞球的球心所在平面为重力势能零点

15 一、 测量△h时是通过眼睛观测，难免有所误差，若能够通过快速闪光照相仪器测量最高点高度，则结果相对而言更为准确。
物理实验论文 误差分析 碰撞打靶实验中的能量损失研究 一、 测量△h时是通过眼睛观测，难免有所误差，若能够通过快速闪光照相仪器测量最高点高度，则结果相对而言更为准确。 二、 调节等高调节两球相对于底部高度，这是一个繁琐的步骤，要求细心，在调节悬绳的长度时会有误差。

16 小球平抛过程，由于平抛的距离短，所以在此能量损失很小，如果碰撞打靶实验的平抛距离很长，那么主要的误差将不紧紧来源于碰撞过程一个方面。
物理实验论文 实验结论 碰撞打靶实验中的能量损失研究 由以上实验数据可见，空气阻力产生的能量损失相对于总能量是很小的，所以空气阻力对于碰撞打靶的影响是并不大的，碰撞打靶的主要能量损失在于碰撞时能量损失。 小球平抛过程，由于平抛的距离短，所以在此能量损失很小，如果碰撞打靶实验的平抛距离很长，那么主要的误差将不紧紧来源于碰撞过程一个方面。

17 物理实验论文 结束 碰撞打靶实验中的能量损失研究 谢谢 祝各位元旦快乐