大学物理仿真实验报告
实验一：碰撞中动量守恒定律的研究
实验目的：
1、利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定律。
2、学习定量研究动量损失和能量损失在工程技术中的重要意义。 3、同时通过实验还可提高误差分析的能力。
二、实验所用仪器及使用方法
本实验主要的仪器为气垫导轨装置。
主要由气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等。气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。使实验结果接近理论值。配用数字计时器或高压电火花计时器记录滑行器在气轨上运动的时间，可以对多种力学物理量进行测定，对力学定律进行验证。
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三、 测量内容及数据处理
表一 完全弹性碰撞实验结果
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表二 一般弹性碰撞试验结果
表三 完全非弹性碰撞试验结果
四 小结（包括结论、误差分析、建议等）
结论：在一定的误差范围内，碰撞过程中的动量守恒
误差分析：理论上，在碰撞过程中的动量损失应该为零。但在实验中，由于空气气流阻力和气垫导轨本身的原因，动量的损失不可能完全为零。但由数据中可以看出，在三种不同的碰撞过程中，虽然能量的损失有大有小，但是动量的损失一直都很趋于零，甚至在一定的范围内可以忽略不计。所以，一定误差范围内可认为是守恒的。 建议：1多次进行实验，减小人为的误差
2气垫实验是一种很经典的实验。广泛的用于这一类问题实验
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中。所以，希望可以在日常的实验课程中可以解除到气垫实体。
五、思考题
1．碰撞前后系统总动量不相等，试分析其原因。
理论上，在碰撞过程中的动量损失应该为零。但在实验中，由于空气气流阻力和气垫导轨本身的原因，动量的损失不可能完全为零。但由数据中可以看出，在三种不同的碰撞过程中，虽然能量的损失有大有小，但是动量的损失一直都很趋于零，甚至在一定的范围内可以忽略不计。所以，一定误差范围内可认为是守恒的。 2．恢复系数e的大小取决于哪些因素？
v2f?v1fv2?v1由恢复系数e?（其中v1是第一个物体在碰撞前的速度，
v2是第二个物体在碰撞前的速度，v1f是第一个物体在碰撞后的速
度，v2f是第二个物体在碰撞后的速度）。所以，恢复系数可以说决定于两个物体碰撞前后的速度。
两物体碰撞后的分离速度与碰撞前的接近速度成正比，这个比值叫做恢复系数。如果碰撞为弹性碰撞，则恢复系数为 1，满足机械能守恒；如果为非弹性碰撞，则恢复系数<1，不满足机械能守恒，一部分能量转变为内能，但是动量守恒是始终满足的；完全非弹性碰撞为0，两个物体基本上是黏贴在一起，没有任何弹跳运动。所以说，恢复系数又可以说是取决于碰撞过程中，能
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量的保留量的大小
3.你还能想出验证机械能守恒的其他方法吗？
可以。例如：将重物从一定高度，无处速度释放，利用打点计时器，计算出多点的速度。验证这个点的速度v和高度的减少量h之间，在一定误差范围内，是否满足mv2?mgh，即验证是否满足v2?2gh即可。 By 余盈荧
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