专题17_碰撞与动量守恒

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动量的守恒与碰撞实验

动量的守恒与碰撞实验

动量的守恒与碰撞实验动量是描述物体运动状态的重要物理量,而动量的守恒是指在孤立系统中,总动量在碰撞前后保持不变。

碰撞实验是研究动量守恒的典型实验之一,通过观察碰撞前后物体的运动状态变化,可以验证动量守恒定律的成立。

一、实验介绍在进行碰撞实验之前,我们需要准备以下实验装置和材料:1. 钢球2. 弹簧垫片3. 实验台4. 倾斜导轨5. 计时器6. 电子天平7. 铅垂直距离测量装置二、实验步骤1. 首先,将实验台放在水平平稳的地面上,并固定好倾斜导轨。

2. 在导轨的顶端放置一只钢球,使其静止。

3. 测量重力的垂直分力作用点距离地面的高度,并记录下来。

4. 根据所选实验条件,选择两个不同的钢球对进行碰撞实验,并将其质量分别称量,并记录下来。

5. 将一个钢球放在导轨的底部,用弹簧垫片使其微微抬起,待钢球克服弹簧力时,将弹簧垫片拔掉,使钢球做自由下落。

6. 通过计时器记录钢球自由下落的时间,并计算出其下落的高度。

7. 将另一个钢球放在导轨的顶部,使其静止。

8. 通过计时器记录第一个钢球下落到导轨底部的时间,并记录下来。

9. 计算出第一个钢球的动量。

10. 提示同学准备好观察和记录碰撞以及碰撞后钢球的运动状态。

三、实验结果进行上述实验步骤后,我们可以得到以下实验结果:1. 钢球的质量(m1、m2)2. 钢球自由下落的时间(t)3. 钢球自由下落的高度(h)4. 第一个钢球下落到导轨底部的时间(t')四、实验讨论1. 根据实验结果,我们可以计算出第一个钢球的动量,即m1v1,其中v1为第一个钢球在下落时的速度。

2. 在碰撞实验中,观察和记录第一个钢球和第二个钢球在碰撞前后的运动状态。

3. 根据碰撞前后的运动状态变化,可以验证动量守恒定律的成立。

4. 分析实验结果,讨论动量守恒定律在碰撞实验中的应用和意义。

五、实验总结通过本次碰撞实验,我们加深了对动量守恒定律的理解,并应用实验方法验证了它的成立。

碰撞实验是研究动量守恒的重要手段之一,通过观察和记录物体在碰撞前后的运动状态变化,可以进一步认识和探索物体之间相互作用的规律性。

牛顿第三定律和弹性碰撞和动量守恒

牛顿第三定律和弹性碰撞和动量守恒

牛顿第三定律和弹性碰撞和动量守恒牛顿第三定律、弹性碰撞与动量守恒牛顿第三定律牛顿第三定律,也被称为作用与反作用定律,表述了力的相互作用性质。

它指出,当两个物体互相作用时,它们之间产生的力是大小相等、方向相反的。

这意味着,对于任意两个物体 (A) 和 (B),如果 (A) 对 (B) 施加了一个力 (F_{AB}),那么(B) 也会对 (A) 施加一个大小为 (F_{AB}) 但方向相反的力 (F_{BA})。

数学上,牛顿第三定律可以表述为:[ F_{AB} = -F_{BA} ]这里的负号表示力的方向相反。

弹性碰撞弹性碰撞是指两个物体在碰撞过程中,不损失任何动能的碰撞。

在弹性碰撞中,碰撞前后系统的总动能保持不变。

除了动能不变,弹性碰撞还满足动量守恒定律,即碰撞前后系统的总动量保持不变。

弹性碰撞的特点如下:1.动能守恒:碰撞前后,系统的总动能保持不变。

2.动量守恒:碰撞前后,系统的总动量保持不变。

3.碰撞后,两个物体的速度方向可能发生改变。

4.碰撞后,两个物体的速度大小可能发生改变。

动量守恒动量守恒定律是指在一个没有外力作用的系统中,系统总动量在碰撞前后保持不变。

动量是一个矢量,具有大小和方向,可以用公式 (p = mv) 表示,其中 (p) 是动量,(m) 是物体的质量,(v) 是物体的速度。

动量守恒定律的数学表达式为:[ p_i = p_f ]这里的 (p_i) 表示碰撞前系统中所有物体的动量之和,(p_f) 表示碰撞后系统中所有物体的动量之和。

牛顿第三定律与弹性碰撞和动量守恒的关系牛顿第三定律为弹性碰撞和动量守恒提供了基础。

在弹性碰撞中,两个物体之间的作用力和反作用力满足牛顿第三定律,即大小相等、方向相反。

由于动量守恒定律的存在,弹性碰撞中系统的总动量在碰撞前后保持不变。

以一个简单的弹性碰撞为例,假设两个物体 (A) 和 (B) 分别以速度 (v_{A}) 和(v_{B}) 相向而行,碰撞后 (A) 的速度变为(v’{A}),(B) 的速度变为(v’{B})。

动量守恒碰撞中的动量转移与损失

动量守恒碰撞中的动量转移与损失

动量守恒碰撞中的动量转移与损失动量守恒:碰撞中的动量转移与损失碰撞是物体间相互作用的一种形式,它涉及到动量的转移和损失。

在碰撞过程中,动量守恒是一条基本原理,它描述了系统总动量在碰撞前后保持不变。

本文将探讨碰撞中的动量转移和损失现象,并分析其在不同碰撞类型中的应用。

一、弹性碰撞中的动量转移与损失在弹性碰撞中,碰撞物体间几乎没有能量损失。

在这种情况下,动量转移主要体现为两个物体动量的交换。

当两个物体碰撞时,它们的动量会交换,使得总动量保持不变。

例如,一个球以一定的速度碰撞到静止的球,碰撞后,原本以初速度运动的球停下来,而静止的球则被击出。

二、非弹性碰撞中的动量转移与损失非弹性碰撞是指碰撞物体间有能量损失的碰撞形式。

在非弹性碰撞中,动量的转移不仅体现为两个物体之间的动量交换,还包括能量的转化和消耗。

碰撞物体之间的形变和摩擦等都会导致能量损失。

非弹性碰撞常见于实际生活中的各种情况,例如汽车碰撞、球类的停球等。

在这种碰撞中,动量守恒仍然成立,但能量守恒不再成立。

三、动量转移与损失在碰撞类型中的应用碰撞中的动量转移和损失现象在各种碰撞类型中都有应用。

下面以常见的两种碰撞类型为例来说明:1. 球与墙的碰撞当一个运动的球与静止的墙碰撞时,由于墙表面的硬度和球的弹性等因素,碰撞是非弹性的。

在这种碰撞中,球的动量将转移到墙上,球的速度减小,而墙受到了球的撞击力。

这种动量转移和损失现象在各种运动比赛中经常出现,例如篮球运动中投篮后球的反弹等。

2. 车辆碰撞车辆碰撞是一种常见的非弹性碰撞现象。

当两辆车相撞时,能量和动量将转移和损失。

碰撞会导致车辆的形变、损坏以及乘员的伤害。

通过研究车辆碰撞情况,可以提高车辆安全性能,减少碰撞造成的损失和伤害。

总结:动量守恒是碰撞中的基本原理,它描述了系统总动量在碰撞前后保持不变。

在碰撞中,动量转移和损失现象根据碰撞类型的不同表现出不同的特点。

弹性碰撞中动量主要体现为两个物体之间的交换,而非弹性碰撞中除了动量交换外还涉及到能量的转化和损耗。

专题检测卷(17) 专题九碰撞与动量守恒 近代物理初步

专题检测卷(17)  专题九碰撞与动量守恒 近代物理初步

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专题检测卷(十七)碰撞与动量守恒近代物理初步(45分钟100分)1.(16分)(1)如图所示,小车M由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC组成,静止在光滑水平面上。

当小车固定时,从A点由静止滑下的物块m到C点恰好停止。

如果小车不固定,物块m仍从A点静止滑下( )A.还是滑到C点停住B.滑到BC间某处停住C.会冲出C点落到车外D.上述三种情况都有可能=0.4 kg,开始时都静止于光滑水平面上,(2)两木板M小物块m=0.1 kg以初速度v=10 m/s滑上M1的表面,最后停在M2上时速度为v2=1.8 m/s,求:①最后M1的速度v1;②在整个过程中克服摩擦力所做的功。

2.(17分)(2012·天津高考)(1)下列说法正确的是( )A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量(2)如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h,坡道底端与台面相切。

小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。

两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。

求:①小球A刚滑至水平台面的速度v A;②A、B两球的质量之比m A∶m B。

3.(17分)(2013·宿迁一模)(1)下列说法中正确的是( )A.光电效应现象说明光具有粒子性B.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说C.玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象D.运动的宏观物体也具有波动性,其速度越大物质波的波长越大(2)如图所示,一水平面上P点左侧光滑,右侧粗糙,质量为m的劈A在水平面上静止,上表面光滑,A轨道右端与水平面平滑连接,质量为M的物块B恰好放在水平面上P点,物块B与水平面的动摩擦因数为μ=0.2。

弹性碰撞模型-动量守恒的十种模型(解析版)

弹性碰撞模型-动量守恒的十种模型(解析版)

动量守恒的八种模型弹性碰撞模型模型解读1.碰撞过程的四个特点(1)时间短:在碰撞现象中,相互作用的时间很短。

(2)相互作用力大:碰撞过程中,相互作用力先急剧增大,后急剧减小,平均作用力很大。

(3)位移小:碰撞过程是在一瞬间发生的,时间极短,在物体发生碰撞的瞬间,可忽略物体的位移,认为物体在碰撞前后仍在同一位置。

(4)满足动量守恒的条件:系统的内力远远大于外力,所以即使系统所受合外力不为零,外力也可以忽略,系统的总动量守恒。

(5).速度要符合实际(i)如果碰前两物体同向运动,则后面物体的速度必大于前面物体的速度,即v后>v前,否则无法实现碰撞。

碰撞后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在前的物体的速度大于或等于原来在后的物体的速度v'前≥v'后。

(ii)如果碰前两物体是相向运动,则碰后两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零。

若碰后沿同向运动,则前面物体的速度大于或等于后面物体的速度,即v'前≥v'后。

2.动动弹性碰撞已知两个刚性小球质量分别是m1、m2,m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',1 2m1v21+12m2v22=12m2v'22+12m乙v2乙,3.一动一静"弹性碰撞模型如图所示,已知A、B两个刚性小球质量分别是m1、m2,小球B静止在光滑水平面上,A以初速度v0与小球B发生弹性碰撞,取小球A初速度v0的方向为正方向,因发生的是弹性碰撞,碰撞前后系统动量守恒、动能不变,有m1v0=m1v1+m2v21 2m1v20=12m1v21+12m2v22联立解得v1=(m1-m2)v0m1+m2,v2=2m1v0m1+m2讨论:(1)若m1>m2,则0<v1<v0、v2>v0,物理意义:入射小球质量大于被碰小球质量,则入射小球碰后仍沿原方向运动但速度变小,被碰小球的速度大于入射小球碰前的速度。

2013年高考物理真题汇编全解全析:专题十七 碰撞与动量守恒 Word版含解析

2013年高考物理真题汇编全解全析:专题十七 碰撞与动量守恒 Word版含解析

专题十七 碰撞与动量守恒1.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ,35题)(2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A 和B ,两者相距为D.现给A 一初速度,使A 与B 发生弹性正碰,碰撞时间极短.当两木块都停止运动后,相距仍然为D.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ,B 的质量为A 的2倍,重力加速度大小为g .求A 的初速度的大小.【解析】(2)从碰撞时的能量和动量守恒入手,运用动能定理解决问题.设在发生碰撞前的瞬间,木块A 的速度大小为v ;在碰撞后的瞬间,A 和B 的速度分别为v 1和v 2.在碰撞过程中,由能量和动量守恒定律,得12m v 2=12m v 21+12(2m )v 22 ① m v =m v 1+(2m )v 2 ②式中,以碰撞前木块A 的速度方向为正.由①②式得v 1=-v 22③设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2,由动能定理得μmgd 1=12m v 21④μ(2m )gd 2=12(2m )v 22 ⑤ 据题意有 d =d 1+d 2 ⑥ 设A 的初速度大小为v 0,由动能定理得μmgd =12m v 20-12m v 2⑦ 联立②至⑦式,得v 0= 285μgd .答案:(2) 285μgd2.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ,35题)(2)如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C .B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A 以速度v 0朝B 运动,压缩弹簧;当A 、 B 速度相等时,B 与C 恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动.假设B 和C 碰撞过程时间极短,求从A 开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中,(ⅰ)整个系统损失的机械能;(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能. 【解析】(2)A 、B 碰撞时动量守恒、能量也守恒,而B 、C 相碰粘接在一块时,动量守恒.系统产生的内能则为机械能的损失.当A 、B 、C 速度相等时,弹性势能最大.(ⅰ)从A 压缩弹簧到A 与B 具有相同速度v 1时,对A 、B 与弹簧组成的系统,由动量守恒定律得m v 0=2m v 1 ①此时B 与C 发生完全非弹性碰撞,设碰撞后的瞬时速度为v 2,损失的机械能为ΔE .对B 、C 组成的系统,由动量守恒定律和能量守恒定律得m v 1=2m v 2 ② 12m v 21=ΔE +12(2m )v 22 ③ 联立①②③式得ΔE =116m v 20. ④(ⅱ)由②式可知v 2<v 1,A 将继续压缩弹簧,直至A 、B 、C 三者速度相同,设此速度为v 3,此时弹簧被压缩至最短,其弹性势能为E p .由动量守恒定律和能量守恒定律得m v 0=3m v 3 ⑤ 12m v 20-ΔE =12(3m )v 23+E p ⑥ 联立④⑤⑥式得E p =1348m v 20. ⑦答案:(2)(ⅰ)116m v 20 (ⅱ)1348m v 20 3.(2013·高考天津卷,2题)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 000 m 接力三连冠.观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( )A .甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B .甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C .甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D .甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功【解析】选B.乙推甲的过程中,他们之间的作用力大小相等,方向相反,作用时间相等,根据冲量的定义,甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等,但方向相反,选项A 错误;乙推甲的过程中,遵守动量守恒定律,即Δp 甲=-Δp 乙,他们的动量变化大小相等,方向相反,选项B 正确;在乙推甲的过程中,甲、乙的位移不一定相等,所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等,结合动能定理知,选项C 、D 错误.4.(2013·高考重庆卷,9题)在一种新的“子母球”表演中,让同一竖直线上的小球A 和小球B ,从距水平地面高度为ph (p >1)和h 的地方同时由静止释放,如图所示.球A 的质量为m ,球B 的质量为3m .设所有碰撞都是弹性碰撞,重力加速度大小为g ,忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间.(1)求球B 第一次落地时球A 的速度大小;(2)若球B 在第一次上升过程中就能与球A 相碰,求p 的取值范围; (3)在(2)情形下,要使球A 第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,求p 应满足的条件.【解析】(1)小球B 第一次落地时,两球速度相等,由v 2=2gh 得v =2gh . (2)B 球从开始下落到第一次落地所用时间t 1=v g =2h g①由于小球B 在第一次上升过程中就能与A 球相碰,则B 球运动时间应满足t 1<t 2<2t 1②由相遇条件知12gt 22+v (t 2-t 1)-12g (t 2-t 1)2=ph ③ 由①②③解得1<p <5.(3)设t =t 2-t 1,由①③式得t =p -142hg,则A 、B 两球相遇时的速度分别为v A =v +gt =2gh +g p -142h g =2gh p +34v B =v -gt =2gh -g p -142h g =2gh 5-p4若A 球碰后刚好能达到释放点,由两球相碰为弹性碰撞知 12m v 2A +12·3m v 2B =12m v ′ 2A +12·3m v ′2B m v A -3m v B =-m v A ′+3m v B ′ v A ′=v A可解得此时v B ′=v B ,v A =3v B.要使A 球碰后能到达比其释放点更高的位置,须满足v A <3v B ,解得p <3.由v B =2gh ·5-p4知,5-p 4<1,解得p >1,所以p 的取值范围是1<p <3.答案:(1)2gh (2)1<p <5 (3)1<p <3 5.(2013·高考山东卷,38题) (2)如图所示,光滑水平轨道上放置长板A (上表面粗糙)和滑块C ,滑块B 置于A 的左端,三者质量分别为m A =2 kg 、m B =1 kg 、m C =2 kg.开始时C 静止,A 、B 一起以v 0=5 m/s 的速度匀速向右运动,A 与C 发生碰撞(时间极短)后C 向右运动,经过一段时间,A 、B 再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C 发生碰撞.求A 与C 碰撞后瞬间A 的速度大小.【解析】(2)因碰撞时间极短,A 与C 碰撞过程动量守恒,设碰后瞬间A 的速度为v A ,C 的速度为v C ,以向右为正方向,由动量定恒定律得m A v 0=m A v A +m C v C ①A 与B 在摩擦力作用下达到共同速度,设共同速度为v AB ,由动量守恒定律得 m A v A +m B v 0=(m A +m B )v AB ②A 与B 达到共同速度后恰好不再与C 碰撞,应满足 v AB =v C ③ 联立①②③式,代入数据得 v A =2 m/s. ④ 答案:(2)2 m/s 6.(2013·高考广东卷,35题)如图,两块相同平板P 1、P 2置于光滑水平面上,质量均为m .P 2的右端固定一轻质弹簧,左端A 与弹簧的自由端B 相距L .物体P 置于P 1的最右端,质量为2m 且可看作质点.P 1与P 以共同速度v 0向右运动,与静止的P 2发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后P 1与P 2粘连在一起.P 压缩弹簧后被弹回并停在A 点(弹簧始终在弹性限度内).P 与P 2之间的动摩擦因数为μ.求:(1)P 1、P 2刚碰完时的共同速度v 1和P 的最终速度v 2; (2)此过程中弹簧的最大压缩量x 和相应的弹性势能E p .【解析】P 1与P 2发生完全非弹性碰撞时,P 1、P 2组成的系统遵守动量守恒定律;P 与(P 1+P 2)通过摩擦力和弹簧弹力相互作用的过程,系统遵守动量守恒定律和能量守恒定律.注意隐含条件P 1、P 2、P 的最终速度即三者最后的共同速度;弹簧压缩量最大时,P 1、P 2、P 三者速度相同.(1)P 1与P 2碰撞时,根据动量守恒定律,得 m v 0=2m v 1解得v 1=v 02,方向向右P 停在A 点时,P 1、P 2、P 三者速度相等均为v 2,根据动量守恒定律,得2m v 1+2m v 0=4m v 2解得v 2=34v 0,方向向右.(2)弹簧压缩到最大时,P 1、P 2、P 三者的速度为v 2,设由于摩擦力做功产生的热量为Q ,根据能量守恒定律,得从P 1与P 2碰撞后到弹簧压缩到最大 12×2m v 21+12×2m v 20=12×4m v 22+Q +E p 从P 1与P 2碰撞后到P 停在A 点 12×2m v 21+12×2m v 20=12×4m v 22+2Q 联立以上两式解得E p =116m v 20,Q =116m v 20根据功能关系有Q =μ·2mg (L +x )解得x =v 2032μg-L .答案:(1)v 1=12v 0,方向向右 v 2=34v 0,方向向右(2)v 2032μg -L 116m v 20 7.(2013·高考江苏卷,5题)水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等.碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的( )A .30%B .50%C .70%D .90%【解析】选A.根据v =x t 和E k =12m v 2解决问题.量出碰撞前的小球间距与碰撞后的小球间距之比为12∶7,即碰撞后两球速度大小v ′与碰撞前白球速度v 的比值,v ′v =712.所以损失的动能ΔE k =12m v 2-12·2m v ′2,ΔE kE k0≈30%,故选项A 正确.8.(2013·高考江苏卷,12题C) (3)如图所示,进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1 m/s.A 将B 向空间站方向轻推后,A 的速度变为0.2 m/s ,求此时B 的速度大小和方向.【解析】(3)根据动量守恒定律,(m A +m B )v 0=m A v A +m B v B ,代入数值解得v B =0.02 m/s ,离开空间站方向.答案:(3)0.02 m/s ,离开空间站方向 9.(2013·高考福建卷,30题)(2)将静置在地面上,质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体。

动量守恒与碰撞

动量守恒与碰撞
动量守恒定律的适用范围:适用于没有外力作用的情况,如碰撞、爆炸等。
动量守恒定律的验证方法:通过实验测量和计算来验证动量守恒定律的正确性。
无外力作用:系统内无外力作用,或者外力可以忽略不计
宏观低速:适用于宏观低速的物理系统,不适用高速或微观系统
孤立系统:适用于孤立系统,即不受外界影响的系统
理想状态:适用于理想状态下的物理模型,与实际情况可能存在偏差
碰撞过程中的动量损失可以通过碰撞前后的动量变化来计算,即利用动量守恒定律来计算。
碰撞过程中的动量损失可以通过实验来测量,例如通过测量碰撞前后的速度和角度来计算动量变化。
动量守恒定律在碰撞中的应用
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应用场景:在碰撞过程中,如果碰撞后系统动能不守恒,则可以利用动量守恒定律来求解碰撞前后的速度
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数值模拟:通过计算机模拟碰撞过程,计算碰撞前后的动量变化,对比模拟结果与动量守恒定律的符合程度。
史实资料:查阅物理学史资料,了解历史上科学家们如何通过实验和观测验证动量守恒定律在碰撞中的应用。
碰撞中的能量守恒定律
定义:能量守恒定律是指在封闭系统中,能量既不会创生也不会消失,只会从一种形式转化为另一种形式
转化形式:动能、势能、内能等之间的相互转化。
影响因素:物体的质量、碰撞速度、形状和硬度等都会影响碰撞过程中的能量转化和损失。
能量守恒定律的表述:碰撞前后系统的动能和势能之和保持不变。
碰撞中的能量守恒定律的证明:通过牛顿第三定律和动量守恒定律推导得出。
能量守恒定律在碰撞中的意义:确保碰撞过程中系统的总能量保持不变,是判断碰撞结果的重要依据。

大学物理仿真实验报告——碰撞与动量守恒

大学物理仿真实验报告——碰撞与动量守恒

大学物理仿真实验实验报告碰撞和动量守恒班级:信息1401 姓名:龚顺学号: 0127【实验目的】:1 了解气垫导轨的原理,会使用气垫导轨和数字毫秒计进行试验。

2 进一步加深对动量守恒定律的理解,理解动能守恒和动量守恒的守恒条件。

【实验原理】当一个系统所受和外力为零时,系统的总动量守恒,即有若参加对心碰撞的两个物体的质量分别为m1和m2 ,碰撞前后的速度分别为V10、V20和V1 、V2。

1,完全弹性碰撞在完全弹性碰撞中,动量和能量均守恒,故有:取V20=0,联立以上两式有:动量损失率:动能损失率:2,完全非弹性碰撞碰撞后两物体粘在一起,具有相同的速度,即有:仍然取V20=0,则有:动能损失率:动量损失率:3,一般非弹性碰撞中一般非弹性碰撞中,两物体在碰撞后,系统有部分动能损失,定义恢复系数:两物体碰撞后的分离速度比两物体碰撞前的接近速度即恢复系数。

当V20=0时有:e的大小取决于碰撞物体的材料,其值在0~1之间。

它的大小决定了动能损失的大小。

当e=1时,为完全弹性碰撞;e=0时,为完全非弹性碰撞;0<e<1时,为一般非弹性碰撞。

动量损失:动能损失:【实验仪器】本实验主要仪器有气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等【实验内容】一、气垫导轨调平及数字毫秒计的使用1、气垫导轨调平打开气源,放上滑块,观察滑块与轨面两侧的间隙纵向水平调节双支脚螺丝,横向水平调节单支脚,直到滑块在任何位置均保持不动,或做极缓慢的来回滑动为止。

动态法调平,滑块上装挡光片,使滑块以缓慢速度先后通过两个相距60cm的光电门,如果滑块通过两光电门的时间差小于1ms,便可认为轨道已经调平。

本实验采用动态调节。

2、数字毫秒计的使用使用U型挡光片,计算方式选择B档。

二滑块上分别装上弹簧圈碰撞器。

将小滑块m2置于两个相距40cm的光电门之间,使其静止,使大滑块m1以速度V10去碰撞m2,从计时器上读出碰撞前后通过S距离所用的时间t10,t1,t2.记录数据。

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