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实验二
碰撞实验报告
14级软件工程班
候梅【实验目的】
掌握气垫导轨的水平调整、光电门及电脑通用计数器的使用。
学会使用物理天平。
用对心碰撞特例检验动量守恒定律。
了解动量守恒定律和动能守恒的条件。
碰撞前后的动量关系为：
mu=（m+m）v
动能变化为：
ΔE=1/2（m+m）v-1/2mu
【实验步骤】
用物理天平校验两滑块的（连同挡光物）的质量m及m，经测量
m=136.60g、m=344.02g
用游标卡尺测出两挡光物的有效遮光宽度，本实验中Δs=Δs=5.00cm
将气垫导轨调水平。
粗调：调节导轨下的三只底脚螺丝，使导轨大致水平（观察导轨上的气泡，若气泡位于最中央，说明已调平）。
静态调平：接通气源，将滑块放在导轨上，这时滑块在导轨上自由运动，调节导轨的单脚底螺丝，使滑块基本静止（不会一直向单一方向运动）
动态调平：将两个安装在到导轨上的光电门相距60cm左右。在滑块上安放u型挡光片，接电脑通用计数器的电源，打开电源开关，将电脑计数器功能置于“s2”挡。轻轻推动滑块，分别读出遮光片通过两个光电门的时间Δt和Δt，它们不等，则反复强调单脚螺丝，使它们相差不超过千分之几秒，此时可认为气垫导轨基本水平。
完全弹性碰撞
适当放置光电门的位置，使它能顺利测出两个滑块碰撞前后的速度，并在可能的情况下，使两个光电门的距离小些。每次碰撞时，大滑块的速度不要太大，让两个滑块完全碰撞两次，分别记录每次的滑块的速度并结算出：（注意速度方向)
动量的变化大小C=(mv+mv)/(mu+mu)
恢复系数e=(v-v)/(u-u)
(v-v为两物体碰撞后相互分离的相对速度，u-u则为碰撞前彼此接近的相对速度）
【注意事项】
严格按照在操作规范使用物理天平；
严格按照气垫导轨操作规则；
给滑块速度时速度要平稳，不应使滑块产生摆动；挡光框应与滑块运动方向一致，且其遮光边缘应与滑块运动方向垂直；
挡光框应与滑块之间应固定牢固，防止碰撞时相对位置改变，影响测量精度。
【思考题】
动量守恒定律成立的条件是什么？
系统所受的外力之和为0
2.滑块距光电门近些好还是远些好？两光电门间近些好还是远些好？为什么？
滑块距光电门近些好，两光电门间近些好，因为气垫导轨上仍然是存在微小的摩擦的，滑块和光电门之间、两光电门之间的距离尽可能的小，可以减小实验误差。
【实验结果与分析】
（均以轻滑块的初速度方向为正方向）
第一组实验：
m : u=14.52cm/s v=-16.00cm/s
m : u=-8.63cm/s u=6.22cm/s
计算得： e=0.99 c=0.89
第二组实验：
m ：u=20.66cm/s v=-27.42cm/s
m ：u=-13.04cm/s v=4.96cm/s
计算得： e=0.96 c=0.75
根据完全弹性碰撞的定义，理论上所求的e、 c、 e、c都应该等于1.实验出现这样的结果，原因可能是：
由于气轨上各处气流分布不均匀导致滑块受阻力
室内空气流动导致滑块受空气阻力
气垫导轨未调平，滑块的重力做功
实验仪器存在故障
\t "/q/_blank" 测量误差，因为无论是再精良的仪器总是会有误差的，不可能做到绝对准确
\t "/q/_blank" 操作误差，两滑块接触面粗糙
两滑块不是正面碰撞
【实验心得】
在我们小组的实验过程中，第一次实验的两组测量值出现较大偏差，表现为计算得出的e和c远小于1，我们在同一台仪器上再次进行多次测量，得出的结果仍然存在比较大的误差。
本次实验让我们熟悉了物理天平，掌握气垫导轨的水平调整、光电门及电脑通用计数器的使用。同时通过自己的操作利用对心碰撞验证了动量守恒定律，从而使我们更加深入地理解力学原理，实验中遇到了问题，我们经过努力分析后解决问题，让我们学会了许多。