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大学物理实验(I)论文论文名称《谈碰撞试验中的误差分析》院系数学科学学院年级2012级班级数学与应用数学2班姓名陈冰学号201210700036谈碰撞实验中的误差分析陈冰提要本文对气垫导轨上进行验证动量守恒定律的碰撞实验的一些误差进行分析,通过实验数据表明,保证滑块的初始速度和挡光片的宽度是减小误差的重要因素,气垫导轨是否水平等一些次要因素同样会造成实验误差关键词碰撞实验误差分析滑块速度挡光片宽度其他因素
一、引言本实验主要是验证在完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞这两种情形下m1v10+m2v20=m1v1+m2v2是否成立,即验证碰撞前后系统总动量是否守恒在理想情况下,系统碰撞前后动量百分差△P/Po*100%为0实验中可通过△P/Po*100%值讨论误差大小本文就造成实验误差的原因分3部分进行讨论
二、实验原理1)完全弹性碰撞完全弹性碰撞下,系统的动量守恒,机械能也守恒,实验中,将两滑块相碰端装上缓冲弹簧圈,缓冲弹簧圈形变后能迅速恢复原状,系统的机械能近似无损失而实现两滑块的完全弹性碰撞由于两滑块碰撞前后无势能无势能的变化故系统的机械能守恒就体现为系统的总动能守恒即1/2m1v102+1/2m2v220=1/2m1v12+1/2m22v22若两个滑块质量相等,即m1=m2=m且v20=0则由上式得到两个滑块彼此交换速度,即v1=0v10=v2
(2)完全非弹性碰撞若两滑块相碰后,相同速度沿直线运动而不分开,称这种碰撞为完全非弹性碰撞,点是碰撞前后系统的动量守恒,机械能不守恒在实验中将滑块碰撞端装上尼龙粘胶扣,使两滑块碰撞后粘在一起以相同的速度运动,实现完全弹性碰撞设完全弹性碰撞后两滑块的共同速度为v即v1=v2=v则有m1v10+m2v20=m1v1+m2v2所以vm1+m2=m1v10+m2v20当m1=m2时,且v2=0则有v=1/2v10
三、实验数据处理以及误差分析
1.完全弹性碰撞实验数据记录表(m1≈m2)m1=
255.5gm2=
255.9gv20=0m/s挡光板宽度d=
1.00cm次数v1(cm/s)v2cm/sPo=m1v10+m2v20g*cm/sP1=m
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