1、 1 / 3实验二十一 观察碰撞中的动能实验目的观察碰撞中动能的变化。实验原理采用几组不同的碰撞接触物,观察动能的损失。实验器材朗威 DISLab、计算机、气垫导轨、天平等。实验装置图同图 19-4。实验过程与数据分析1调用实验十九中的完全非弹性碰撞的实验数据(实验数据的保存和调用方法详见用户手册 ) ,输入计算碰前、碰后动能的公式和动能损失相对百分比公式:e1=0.5*0.230*(0.030/t1)2、e 2=0.5*0.446*(0.030/t2)2、n= ( e1-e2) /e1,计算得出基于实验数据的计算结果(图 21-1) 。图 21-1 完全非弹性碰撞实验数据2结果说明:在完全非
2、弹性碰撞中,碰后的能量损失约占碰前能量的 50%;3调用实验十九中完全弹性碰撞的实验数据,输入公式 e=0.5*0.222*(0.030/t1)2+0.5*0.2295*(0.030/t2)2,计算得出碰前碰后的动能(图 21-2) 。2 / 3图 21-2 完全弹性碰撞实验数据4图 21-2 中,第 1、3、5 行中的计算结果为碰前的总动能,第 2、4、6 行的计算结果为碰后的总动能,可见碰后的总动能小于碰前的总动能,说明能量还是有损失的,通过计算三次碰撞能量的损失分别为 14. 4%、14.8% 、15.2%。5将两滑块前安装同性强磁铁,依靠磁铁的排斥力来构造相对理想的完全弹性碰撞实验。实
3、验记录完成后,输入碰前、碰后及能量的损失计算公式,得到基于实验数据的计算结果(图 21-3) ;图 21-3 非接触碰撞实验数据6由计算结果可知,在四次非接触碰撞实验中,能量的损失分别是6.8%、 9.2%、 6.8%、6.1%;7总结:如果忽略摩擦力对滑块的影响,即在理想状况下,完全弹性碰撞中的动能是守恒的。本实验亦可采用 DISLab 力学轨道。实验器材朗威 DISLab、计算机、DISLab 力学轨道和附件、天平等。实验装置图同图 19-1。实验过程与数据分析1调用实验十九中的完全非弹性碰撞的实验数据(实验数据的保存和调用方法详见用户手册 ) ,输入计算碰前、碰后动能的公式和动能损失相对百分比公式;2结果说明:在完全非弹性碰撞中,碰后的能量损失约占碰前能量的 50%;在完全弹性碰撞中,能量的损失约为 15%;3 / 33总结:如果忽略摩擦力对小车的影响,即在理想状况下,完全弹性碰撞中的动能是守恒的。