.学院数学仿真实验——碰撞与动量守恒实验报告...一、实验简介：动量守恒定理和能量守恒定理在数学学中占有十分重要的地位。热学中的运动定律和守恒定理最初是冲牛顿定理导下来的，在现代数学学所研究的领域中存在好多牛顿定理不适用的情况，比如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律和互相作用等，而且能量守恒定理依然有效。为此，能量守恒定理成为了比牛顿定理更为普遍适用的定理。本实验的目的是借助气垫滑轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定理。定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。同时通过实验还可提升偏差剖析的能力。二、实验内容：．研究三种碰撞状态下的守恒定理1（1）取两滑块m、m，且m>m，用数学天平称m、m的质量（包括挡光片）。将两滑块分别装上弹簧模杯，滑块m放在两光电门之间（两光电门距离不可太远），使其静止，用m碰m，分别记下m通过第一个光电门的时间Δt和经过第二个光电门的时间Δt动量定理弹性碰撞，以及m通过第二个光电门的时间Δt，重复五次，记录所测数据，数据表格自。拟，估算、）分别在两滑块上换上锦纶铆钉，重复上述检测和估算。（2）分别在两滑块上换上金属碰撞器，重复上述检测和估算。
3（．验证机械能守恒定理2（1）a=0时，检测m、m'、m、s、v、v，估算势能增量mgs和动能增量，重复五次检测，数据表格自拟。（2）时，（正式滑轨一端垫起一固定高度h，），重复以上测量。...三、实验原理：假如一个热学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该热学系统总动量守恒或在某方向上守恒，即）1（实验中用两个质量分别为m、m的滑块来碰撞（图4.1.2-1），若忽视气流阻力，依据动量守恒有）2（对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器，我们可用模杯作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用涤纶铆钉、橡皮泥或油灰；通常非弹性碰撞用通常金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面动量定理弹性碰撞，必须保证是对心碰撞。当两滑块在水平的滑轨上作对心碰撞时，忽视气流阻力，且不受他任何水平方向外力的影响，因而这两个滑块组成的热学系统在水平方向动量守恒。因为滑块作一维运动，式（2）中矢量v可改成标量，的方向由正负号决定，若与所选定的座标轴方向相同则取正号，反之，则取减号。1．完全弹性碰撞完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即（3）...（4））两式可解得碰撞后的速率为）、（4由（3（5）（6），则有=0假如v（7）（8）动量损失率为（9）能量损失率为（10）理论上，动量损失和能量损失都为零，但在实验中，因为空气阻力和气垫滑轨本身的缘由，不可能完全为零，但在一定偏差范围内可觉得是守恒的。
...2.完全非弹性碰撞碰撞后，二滑块粘在一起以10同一速率运动，即为完全非弹性碰撞。在完全非弹性碰撞中，系统动量守恒，动能不守恒。（11），则有v=0在实验中，让（12）（13）动量损失率（14）动能损失率（15）3．通常非弹性碰撞通常情况下，碰撞后，一部份机械能将转变为其他方式的能量，机械能守恒在此情况已不适用。牛顿总结实验结果并提出碰撞定理：碰撞后两物体的分离速率与碰撞前两物体的接近速率成反比，比值称为恢复系数，即（16）...恢复系数e由碰撞物体的质料决定。E值由实验测定，通常情况下0