碰撞打靶实验报告

碰撞打靶实验报告

碰撞打靶实验仪。

被撞球3个（铁球，铜球，铝球，其中铁球和撞击球质量相等）。

实验目的、意义和要求

目的:了解自然界中物体的碰撞现象。

意义:利用碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动利用已学到的力学定律去解决打靶的实验问题。

预习实验原理的各个力学规律。

了解整个实验的过程，即从理论值到实际值的过程。

实验前应回答的问题

实验仪底盘为什么要调水平。

由_推导出时h0的表达式。

由_,和y计算高度差的公式,进而推导出体系在整个过程中的能量损失ΔE。实验内容

完成实验室给出的数据表格。

选做实验——从剩余的两个小球中任选一个(建议做铝球)完成实验。

实验目的：比较被撞球的质量发生变化，或者质量和体积都发生变化时，体系的能量损失会有怎样的变化。

实验报告要求

计算碰撞前后的总能量损失ΔE。

回答课本P31,P32思考题。

实验现象记录分析，实验感想体会和建议。

参考书籍与材料

相关表格

碰撞打靶—表格仅供参考，数据要求记录在报告纸上。

建议问题

老师，碰撞打靶实验最后计算出来能量损耗值，是否还要计算不确定度如果钢尺和游标卡尺上没有标明“最大误差”或“不确定度限值”，要怎么计算测量长度的不确定度

本实验没要求计算不确定度，因此没有给出不确定度限值。—高渊2009/10/1909:17

老师，如果_值选择较小，是否会使能量损失百分比增大

是在具体操作中出现这个疑问吗如果不是,建议来实验室做一下,看看损失百分比是否增大.—高渊2024/04/1511:12

老师，我觉得测量_的值时是不是可以多打几个点，比如说10个点，由于这些点一般比较密集，所以可以较容易找到这些点的中心，这样就只需要测一次_的值就可以了，然而取三个点然后取平均值的方法个人觉得有些随意，一是取三个点样本太少，可能不具有代表性，二是这三个点每次单独测_时的随意性较大，人为的误差较大，所以我觉得这个方法略有不妥。另外在算撞击球的h时，是不是应该加上0.5D，毕竟在算平抛运动速度时，不需要加0.5D，但是在算h时，就不能不加了，否则h就少了0.5D，误差较大吧–张

一般至少打5个点,根据落点情况再适当多打,取落点中心的话似乎也是比较随意的,鉴于这个实验系统误差还是比较大的,所以你的方法可行,但并不一定

能提高多少精度;对于h0的计算,如果Y也是以球的底部到底盘距离为准的话,那么h０是不用加上球半径的．—高渊2024/11/0110:36

老师，我有一个问题想请教你。因为有一些公式所以不知道怎么上传。请问一下老师的电子邮箱

同学，这个网站首页的通讯录一栏里能找到所有教师和助教的邮箱。—乐永康2024/03/0722:23

书上实验内容必做内容第三步说根据_来估计y值，怎么估计啊_=vt;y=1/2gt^2,怎么根据_来估计y啊难道测时间t吗那这样也太不准了吧，相差一秒就相差5米啊不懂啊，求指教。

估计嘛，本就没要求必须达到何种精确程度。一秒很长了，你拿个秒表掐绝对不会有那么大误差的。—高渊2024/05/0717:21

老师好，我想问的也是第5个同学的问题，希望老师能够解答的再详细一点，谢谢。就是实验仪器中并没有给出秒表，所以无法测时间，但是老师回答的是用秒表掐时间，如果说可以用秒表的话，那么第三步测_就没有什么意义了，究竟如何才能根据_测出y真的不懂，希望老师能指教！再次感谢！—黄2024/10/2809:13

首先问题的顺序理了一下，上面的问题按时间顺序应该是第五个；至于书上说的估计，由于靶纸能放的_范围有限，Y值也就是被撞球的高度调节范围也很有限，一般可以试打几次即可，知道_和Y大概取什么数值即可，而不是用_测出Y，本实验中_和Y都是初始条件；至于秒表的说法，是针对那个同学说的测量时间误差大的疑问，不是真的建议用秒表。—高渊2024/10/2823:10

谢谢老师啦！——黄2024/10/3022:46

老师，我想请问一下，模拟题中为什么操作完全正确仍然会发生非正碰的情况还有，调节平衡时上下两个转轴各是什么用呢

总有视觉误差吧，很难保证绝对正碰；下边一对转轴调节撞击球的摆动轨迹，上边一对转轴调节撞击球对应于被撞球的位置。—高渊2024/06/2501:27

那实验仪器底盘调节水平是为了保证是平抛运动还是保证是正碰呢—黄一霏2024/06/2418:57

都保证啊。—高渊2024/06/2501:21

老师请问改变高度由h0到h值，物理过程因数据改变已经不是同一个过程，但是计算损失的能量却用了两个不同过程的数据计算，这算不算是系统误差—陈2024/09/2423:32

用撞击球上升的高度来计算重力势能，近似得出撞击过程中损失的能量，虽然可能有2个或者更多操作过程，但算重力势能的话就只考虑高度的改变，这个计算不带来系统误差。—高渊2024/09/2510:23

老师，我想说，碰撞打靶中，用于释放撞击球的磁铁，在按下开关后，会不会还对铁球有作用力，而这个阻力对球做的负功应该也算是误差吧，在我看来磁铁能吸住球的磁力应该比较大了，那会不会有较大的误差，如果可以改进，是不是可以改进一下电磁铁的吸放情况，就是按下开关，在足够长的时间里会没有磁力，我相信科学家做这个实验，应该不是用的电磁铁来释放小球吧。—-陈2024/10/907:32

磁力也就是在释放的一瞬间会对小球有作用力，由此产生的误差肯定会有，但是可以分析到。电磁铁方便啊，可以重复使用操作，原先方法好像是用电热丝烧断连接小球与摆绳的胶带纸。同学们有没有什么好方法建议欢迎提出来，我们

可以用以改进实验。—高渊2024/10/1511:09

老师，h应该是以球中心为准的吧不是底部；还有，设置这么一套装置的意义何在呢可不可以改进装置，避免调试中出现过大误差（比如把绳牵引撞击球换成让球从斜槽中自由下落，只要保证对心碰撞即可。）—王2024/11/1622:36

h0一般建议以底部为准，当然以球心为准也可以啊，只要公式随之而调整，也就是考虑是否加上球的半径而已；这个实验设计的最初目的就是要同学自己调整正碰，看看谁细心、耐心，出现状况能否不急躁找出问题所在；基础物理实验都是验证已知物理规律，能否测得精确的结果不是主要目的，所以不会采用特别精确的仪器，实验中和实验所用仪器允许误差比较大的情况出现，但要求能找出误差和问题所在，从而合理分析和解决问题，这也是实验课对同学能力的主要考核方向。—高渊2024/11/1823:34

老师你好，请问能量损失与两球质量差有什么关系呢我做的铜球损失最大，其次是铝球，最小的是铁球，但是质量差最大的是铝球啊，貌似找不到什么规律，是不是铜球的数据得到的不对啊—胡2024/11/2721:40

能量损失和两球质量差的关系可以参考思考题6，根据两球质量比的变化，传递的能量和总能量的比值也会不一样，但这是理想情况，本实验中由于还有每次调节碰撞中条件的不同，以及摩擦力不同的影响，所以会出现不同的情况，铝球的数据经常是能量损失比较小的，这些都可以具体分析，数据应该没有问题。—高渊2024/11/2808:52