碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中能量損失的研究PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中能量損失的研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中能量損失的研究物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究第1頁(yè)/共17頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究第2頁(yè)/共17頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究 撞擊球運(yùn)動(dòng)到被撞球的過(guò)程 兩球碰撞過(guò)程 被撞球平拋過(guò)程第3頁(yè)/共17頁(yè)h物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究 單擺初始位置經(jīng)過(guò)一個(gè)周期小球回到右邊的最高點(diǎn)第4頁(yè)/共17頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究 一個(gè)周期后回到最高點(diǎn)后，觀(guān)

2、察到產(chǎn)生的高度差為h，可知在這一個(gè)周期中的能量損失為mgh。因?yàn)檫^(guò)程，即撞擊球碰到被撞擊球時(shí)，單擺運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 ，故過(guò)程中損失的能量E1=mgh/4。. .撞擊球運(yùn)動(dòng)到被撞球的過(guò)程撞擊球運(yùn)動(dòng)到被撞球的過(guò)程 .兩球碰撞過(guò)程 .被撞球平拋過(guò)程T41第5頁(yè)/共17頁(yè)hyx物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究.撞擊球運(yùn)動(dòng)到被撞球的過(guò)程 .兩球碰撞過(guò)程 . .被撞球平拋過(guò)程被撞球平拋過(guò)程 在測(cè)量碰撞過(guò)程中的能量損失前， 我們先測(cè)過(guò)程平拋運(yùn)動(dòng)中的小 球由于空氣阻力而損失的能量。 平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為x，小球質(zhì)量為m，立柱高度b，小球半徑為r，y=b+r。 自由落體方程式： b

3、=g /2 （1） 小球到達(dá)底板時(shí)的水平速度: v=x/t， 將其代入(1)式得 小球到達(dá)底板時(shí)水平方向的動(dòng)能 = （2）2t2t2t2t5E2/2mvgbxv/2/第6頁(yè)/共17頁(yè)則過(guò)程中的能量損失hyx1 同理,可以計(jì)算出小球落在調(diào)整過(guò)的底板上時(shí)小球的水平方 向的動(dòng)能為物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究6E。.撞擊球運(yùn)動(dòng)到被撞球的過(guò)程 .兩球碰撞過(guò)程 . .被撞球平拋過(guò)程被撞球平拋過(guò)程x2x2135621()xEEExx第7頁(yè)/共17頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究 然而儀器限制了通過(guò)調(diào)節(jié)底板來(lái)進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn)，所以可以通

4、過(guò)等距離的提高升降臺(tái)和撞擊球以上的懸線(xiàn)高度，間接的滿(mǎn)足上面的要求。當(dāng)然要經(jīng)過(guò)精心的調(diào)節(jié)，保證兩次實(shí)驗(yàn)除相對(duì)底板高度有變化外，其他條件不變。第8頁(yè)/共17頁(yè)水平方向動(dòng)能hyx 以被撞小球所在平面作為重力勢(shì)能零點(diǎn)，則原系統(tǒng)的總能量E=mg（h-y） 根據(jù)能量守恒定律，兩球碰撞（）的能量損失物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究3E2E 1E5E.撞擊球運(yùn)動(dòng)到被撞球的過(guò)程 . .兩球碰撞過(guò)程兩球碰撞過(guò)程 .被撞球平拋過(guò)程2513EEEEE第9頁(yè)/共17頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究 調(diào)整儀器，使得儀器在水平面上，觀(guān)察擺球的運(yùn)動(dòng)。

5、多次碰撞打靶，使得撞擊球球與被撞小球是對(duì)心碰撞，并且被撞小球的平拋落點(diǎn)在底板中心線(xiàn)上，固定立柱高度和單擺高度。 做單擺運(yùn)動(dòng)，把A球固定于磁鐵上面，記錄高度為h1，釋放小球，當(dāng)小球在一個(gè)周期后回到最高點(diǎn)時(shí)記錄最高點(diǎn)為h2，多次測(cè)量取平均值。 做對(duì)心碰撞，多次碰撞，把碰撞點(diǎn)濃縮于一個(gè)圓內(nèi)，以圓心為落點(diǎn)，測(cè)量被撞球的水平位移為x1。 相應(yīng)的抬高立柱與擺球的高度，擺長(zhǎng)擺角不變，記錄調(diào)節(jié)后立柱的高度為b，重復(fù)上述步驟，測(cè)得被撞球水平位移為x2。第10頁(yè)/共17頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究次數(shù)123平均值回來(lái)的最高點(diǎn)h1/cm16.8016.7016.8016.7

6、3高度差 h/cm0.420.520.420.45A球高度h=17.22cm表1小球質(zhì)量m=28.23g h=21.20cm小球半徑r=0.96cm表2次序立柱高度b/cm被撞球高度 y/cm水平位移x/cm調(diào)節(jié)前9.8210.7814.76調(diào)節(jié)后13.8014.7617.48調(diào)節(jié)后調(diào)節(jié)前第11頁(yè)/共17頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究3241/428.23*10*9.794*0.45*10/43.1*10Emg hJJ22322225111/2/428.23*10 *9.794*(14.76*10 ) /4*9.82*101.5335*10Emvmgxb

7、JJ2232 2226222/2/428.23*10 *9.794*(17.48*10 ) /4*13.80*101.5305*10EmvmgxbJJ2413562114.76()(1.5335 1.5305)*10*1.62*1017.48 14.76xEEEJJxx2513EEEEE321.99*10EJ單擺過(guò)程中的能量損失：改變底板高度前后被撞小球到達(dá)底板時(shí)的動(dòng)能分別為：平拋過(guò)程中的能量損失 ：撞擊過(guò)程中的能量損失：第12頁(yè)/共17頁(yè)能量損失413.1*10EJ物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究以被撞球的球心所在平面為重力勢(shì)能零點(diǎn)322()28.23*1

8、0*9.794*(17.22 10.78)*101.78*10Emg hyJJ21.78*10EJ321.99*10EJ431.62*10EJ251.5335*10EJ第13頁(yè)/共17頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究一、 測(cè)量h時(shí)是通過(guò)眼睛觀(guān)測(cè)，難免有所誤差，若能夠通過(guò)快速閃光照相儀器測(cè)量最高點(diǎn)高度，則結(jié)果相對(duì)而言更為準(zhǔn)確。二、 調(diào)節(jié)等高調(diào)節(jié)兩球相對(duì)于底部高度，這是一個(gè)繁瑣的步驟，要求細(xì)心，在調(diào)節(jié)懸繩的長(zhǎng)度時(shí)會(huì)有誤差。第14頁(yè)/共17頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)論文碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究碰撞打靶實(shí)驗(yàn)中的能量損失研究 由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，空氣阻力產(chǎn)生的能量損失相對(duì)于總能量是很小的，所以空氣阻力對(duì)于碰撞打靶的影響是并不大的，碰撞打靶的主要能量損失在