撞击动力学实验报告
分子运动实验报告
分子运动实验报告
分子运动实验报告
摘要：
本实验旨在通过观察分子在不同温度下的运动状态，探究温度对分子运动的影响。实验采用了热力学模型和分子动力学模拟的方法，通过观察分子的速度、
位移和碰撞频率等参数，得出了温度升高会增加分子运动速度和碰撞频率的结论。
引言：
分子运动是物质存在的基本特征之一，它对物质的性质和行为产生了重要影响。温度作为描述分子运动状态的物理量，对分子运动有着直接的影响。本实验旨
在通过实验观察和分子动力学模拟，探究温度对分子运动的影响。
实验方法：
1. 实验器材：实验室内的气体容器、温度计、计时器等。
2. 实验步骤：
a. 准备工作：将气体容器清洗干净，并放入所需气体。
b. 实验操作：将气体容器放入不同温度的环境中，记录下每个温度下的气体
容器内分子的速度、位移和碰撞频率等参数。
c. 数据处理：统计和分析实验数据，得出结论。
实验结果：
通过实验观察和数据分析，我们得到了以下结果：
1. 温度升高会导致分子运动速度的增加。在高温下，分子具有更大的平均动能，速度更快，跑动更迅猛。
2. 温度升高会增加分子之间的碰撞频率。分子在高温下具有更大的热运动能量，碰撞的概率也相应增加。
3. 温度升高会增加分子的位移。高温下，分子具有更大的动能，能够更远距离
地运动。
讨论：
本实验结果与热力学模型和分子动力学模拟的理论预测一致。根据理论推测，
温度升高会增加分子的平均动能，从而增加了分子的速度和碰撞频率。而实验
结果也验证了这一点。
然而，需要注意的是，实验结果受到实验条件和精度的影响。在实验过程中，
可能存在一些误差，如温度测量误差、气体容器内分子数的变化等。这些误差
碰撞打靶实验报告
篇一：大学物理碰撞打靶实验报告
碰撞打靶实验
物体间的碰撞是自然界中普遍存在的的现象，从宏观物体的一体碰撞到微观物体的粒子碰撞都是物理学中极其重要的研究课题。
本实验通过两个体的碰撞、碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动，应用已学到的力学定律去解决打靶的实际问题，从而更深入地了解力学原理，并提高分析问题、解决问题的能力。一．实验原理
1. 碰撞：指两运动物体相互接触时，运动状态发生迅速变化的现象。正碰是指两碰撞物体的速度都沿着它们质心连线方向的碰撞；其他碰撞则为斜碰。
2. 碰撞时的动量守恒：两物体碰撞前后的总动量不变。
3. 平抛运动：将物体用一定的初速度v0沿水平方向抛出，在不计空气阻力的情况下，物体所作的运动称平抛运动，运动学方程为x?v0t，y?12gt（式t中是从抛出开始计算的时2 间，x是物体在时间t内水平方向的移动距离，y是物体在该时间内竖直下落的距离，ｇ是重力加速度）
4. 在重力场中，质量为ｍ的物体在被提高距离ｈ后，其势能增加了?ep?mgh
5. 质量为m的物体以速度v运动时，其动能为ek?12mv 2
6. 机械能的转化和守恒定律：任何物体系统在势能和动能相互转化过程中，若合外力对该物体系统所做的功为零，内力都是保守力（无耗散力），则物体系统的总机械能（即势能和动能的总和）保持恒定不变。
7. 弹性碰撞：在碰撞过程中没有机械能损失的碰撞。
8. 非弹性碰撞：碰撞过程中的机械能不守恒，其中一部分转化为非机械能（如热能）。二．实验仪器
碰撞打靶实验仪如图1所示，它由导轨、单摆、升降架（上有小电磁铁，可控断通）、被撞小球及载球支柱，靶盒等组成。载球立柱上端为锥形平头状，减小钢球与支柱接触面积，在小钢球受击运动时，减少摩擦力做功。支柱具有弱磁性，以保证小钢球质心沿着支柱中心位置。图1 碰撞打靶实验仪
碰撞动力学参数测量实验报告思考题
碰撞动力学参数测量实验报告思考题
碰撞动力学参数测量实验报告
引言：
碰撞动力学是研究物体在碰撞过程中受到的力和能量转化的一门学科。在机械工程、材料科学、交通运输等领域具有广泛应用。本次实验旨
在通过测量不同质量和速度的小球在碰撞过程中的动能和动量变化，
探究碰撞动力学参数的变化规律。
实验步骤：
1. 实验器材准备：小球、支架、刻度尺、计时器、天平等。
2. 将支架固定好，将待测小球放置在支架上，并将刻度尺固定于支架
上方。
3. 测量小球质量，使用天平进行精确测量。
4. 以一定速度将小球从一侧推出，记录小球运动时间并计算出速度。
5. 记录小球碰撞前后的位置，并计算出位移差值。
6. 根据位移差值计算出小球受到的冲击力，并根据冲击时间计算出冲
击力大小。
7. 根据实验数据计算出小球的动能和动量，并绘制图表分析结果。
实验结果：
通过以上步骤，我们得到了不同质量和速度的小球在碰撞过程中的动
能和动量变化数据。我们将这些数据绘制成图表进行分析。
1. 动能和速度关系图表
从图表中可以看出，小球的动能与速度成正比例关系。当速度增加时，动能也随之增加。
2. 动量与速度关系图表
从图表中可以看出，小球的动量与速度成正比例关系。当速度增加时，动量也随之增加。
3. 动能与质量关系图表
从图表中可以看出，小球的动能与质量成二次函数关系。当质量增加时，动能先增加后减少。
4. 动量与质量关系图表
从图表中可以看出，小球的动量与质量呈线性关系。当质量增加时，动量也随之增加。
思考题：
1. 为什么小球的动能和速度成正比例？
答：根据公式E=1/2mv²可知，小球的动能与其质量和速度平方成正比例。因此，当速度增大时，其平方值也会相应地变大。
碰撞实验报告
碰撞实验报告
引言
碰撞实验是科学研究中常用的一种方法，通过观察和分析物体之间碰撞的过程，可以揭示出物体间相互作用的规律。本篇报告将详细描述一次碰撞实验的过程和结果，以及对实验数据的分析和结论。
实验目的
本次碰撞实验的目的是研究不同物体在碰撞过程中的能量转化和动量守恒的规律。通过观察碰撞前后物体的运动状态和能量变化，我们希望能够深入理解碰撞现象的本质，并验证动量守恒定律在实际物理系统中的适用性。
实验装置和步骤
在本次实验中，我们使用了一台平稳运行的气压推车作为实验装置。首先，我们在实验台上放置了两个质量不同的小车，并将它们分别与气压推车相连。然后，我们在实验开始前记录了两个小车的质量和初始位置。
实验过程中，我们通过控制气压推车的喷气速度，使得两个小车以一定的速度沿着平行线方向相向而行。在碰撞过程中，我们用高速摄像机记录了小车碰撞前后的运动轨迹，并记录了碰撞发生的时间。实验结果和分析
通过观察实验数据，我们可以看到碰撞前后小车的速度和方向发生
了显著的变化。根据动量守恒定律，我们可以得出结论：碰撞发生时，两个小车的总动量保持不变。
进一步分析实验数据，我们发现碰撞后小车的速度和动能发生了变化，其中能量的转化主要体现在两个小车的速度变化上。根据动能定理，我们可以推断出碰撞过程中一部分动能被转化为其他形式的能量，如声能或热能。
结论
通过本次碰撞实验，我们验证了动量守恒定律在实际物理系统中的适用性。实验结果表明，在碰撞过程中，物体间的动量总和保持不变。同时，我们也观察到了能量转化的现象，这提示我们在研究碰撞过程时需要考虑能量守恒的规律。
气垫导轨碰撞实验报告
气垫导轨碰撞实验报告
实验目的：
本次实验旨在掌握气垫导轨的碰撞特性，并通过实验结果分析气垫导轨在碰撞时的应力分布情况，为进一步研究气垫导轨的性能提供可靠数据支撑。
实验装置：
本次实验采用的气垫导轨为XXXX型号，碰撞装置为模拟碰撞撞击物。气垫导轨放置在特制支架上，碰撞装置通过滑移轮平稳推进，两者在一定速度下进行碰撞实验。
实验步骤：
1. 构建实验装置，将气垫导轨放置并固定在支架上，同时将碰撞装置放在气垫导轨上。
2. 通过滑移轮缓慢推进碰撞装置，使其与气垫导轨进行碰撞。
3. 记录实验数据，包括碰撞速度、碰撞过程中的振动情况等。
4. 根据实验数据绘制出导轨在碰撞中的应力分布图，并对实验结果进行分析和总结。
实验结果：
经过实验，我们发现气垫导轨在碰撞时具有较好的抗震性能，当碰撞速度达到一定程度时，导轨产生的振动也非常小，对其稳定性和耐用性具有较高的保障。在应力分布方面，我们发现导轨在碰撞点处受到的应力最大，在附近区域应力递减，这也进一步验证了气垫导轨的抗震性能。
实验结论：
通过本次实验，我们验证了气垫导轨在碰撞时的良好性能，并进一步了解了导轨在不同条件下的应力分布情况，这对于气垫导轨的进一步研究和应用具有实质性的意义。同时，实验结果也为气垫导轨在工程应用中的推广奠定了良好的基础。
bz振荡实验报告
bz振荡实验报告
《bz振荡实验报告》
实验目的：通过对bz振荡实验的观察和分析，探究化学反应中的振荡现象，并深入了解反应动力学和化学动力学的相关知识。
实验材料和方法：实验中所需材料包括苯乙烯、溴化钾、硫酸、硫酸铁、甲酸和氢氧化钠等化学试剂，以及玻璃容器、计时器和温度计等实验仪器。实验步骤包括将苯乙烯、溴化钾和硫酸铁依次加入玻璃容器中，然后加入甲酸和氢氧化钠，观察反应过程中的颜色变化和振荡现象，并记录实验数据。
实验结果：在实验过程中，观察到了反应溶液由无色到黄色再到蓝色的变化，同时伴随着溶液的振荡现象，呈现出周期性的颜色变化。通过记录实验数据，得出了反应物浓度、温度和反应速率等因素对振荡现象的影响规律，从而深入探讨了化学反应动力学的相关知识。
实验结论：通过对bz振荡实验的观察和分析，我们深入了解了化学反应中的振荡现象及其规律，加深了对反应动力学和化学动力学的理解。这对于进一步研究化学反应机理和应用化学反应于工业生产等方面具有重要意义。
总结：bz振荡实验是一项具有重要意义的化学实验，通过实验我们不仅可以观察到化学反应中的振荡现象，还可以深入了解反应动力学和化学动力学的相关知识。希望通过本次实验报告的分享，能够对化学爱好者和学习者有所帮助，激发大家对化学科学的兴趣和热爱。
火箭推力撞击实验报告
火箭推力撞击实验报告
简介
本次实验旨在探究火箭推力对物体撞击力的影响。通过模拟火箭发射过程中的推力输出，观察在不同推力情况下物体的移动和撞击现象，进而分析推力对撞击力的影响。
实验器材
1. 火箭模型
2. 导轨
3. 火箭发射装置
4. 钢球
实验方法
1. 将火箭模型安装在导轨上，并固定好。
2. 在火箭发射装置中点燃火箭，使其获得一定的推力。
3. 记录火箭模型在不同推力下的移动距离，并记录撞击钢球的情况。
实验过程
在实验进行前，我们对实验器材进行了仔细检查，并确认其处于良好状态。
第一组实验
首先，我们设置火箭推力为10N，并将火箭模型装载在导轨上。然后，点燃火箭发射装置，在推力作用下，火箭模型开始沿导轨滑动。最终，在一定距离后，火箭撞到了钢球上。我们记录下了火箭移动的距离，以及撞击力对钢球造成的影响。
接下来，我们将推力增加到20N，重新进行实验。火箭在这次实验中的移动速
度明显比之前快，撞击力也增大了。同样，我们记录下了火箭的移动距离和撞击力。
第二组实验
为了进一步观察推力对撞击力的影响，我们对第一组实验进行了补充。这次，我们选择了30N的推力，并重复了之前的实验步骤。
在第二组实验中，火箭的移动速度更快，撞击钢球的力量也更加强烈。我们记录下了所有数据，并准备进行数据分析。
数据分析
通过对实验数据的分析，我们得出了以下结论：
1. 推力的增加会使火箭模型的移动速度增加。这是因为推力越大，火箭所受到的加速度越大，从而导致了更快的移动速度。
2. 推力的增加也会使火箭撞击物体时的撞击力增大。撞击力与物体的质量和速度有关，而推力的增加导致了火箭的更高速度，从而撞击力也增大了。
物理碰撞实验报告
物理碰撞实验报告
《物理碰撞实验报告》
实验目的：通过模拟物体之间的碰撞过程，探究碰撞对物体的影响，并验证动量守恒定律。
实验材料：弹簧、小球、测量工具、平滑水平面
实验步骤：
1. 将弹簧固定在水平面上，并在其一端固定一个小球；
2. 将另一个小球从一定高度自由落体，与弹簧上的小球发生碰撞；
3. 观察碰撞后两个小球的运动情况，并记录下各种数据；
4. 重复实验，改变小球的质量、速度等条件，继续观察和记录数据。
实验结果：
通过实验观察和数据记录，我们得到了以下结论：
1. 在碰撞过程中，动量守恒定律成立，即碰撞前后系统的总动量保持不变；
2. 碰撞后，小球的速度和运动方向发生了改变，但总动量保持不变；
3. 改变小球的质量和速度会影响碰撞后的运动情况，但总动量仍然守恒。
实验结论：
通过本次实验，我们验证了动量守恒定律，并深入理解了碰撞对物体的影响。碰撞实验不仅是物理学中重要的实验之一，也为我们提供了更深入的认识和理解物体之间的相互作用。
总结：
物理碰撞实验是一项重要的实验，通过实验可以验证动量守恒定律，并对物体之间的碰撞过程有更深入的认识。我们将继续深入研究物理碰撞实验，探索更
多有关碰撞的规律和现象，为物理学的发展做出更大的贡献。
动力学与摩擦力的实验报告单
动力学与摩擦力的实验报告单
引言
本实验旨在研究动力学和摩擦力之间的关系。通过测量和分析物体在不同摩擦力作用下的运动，我们可以更好地理解这两者之间的相互作用。
实验设备和方法
我们使用了以下实验设备：
- 平滑水平桌面
- 木块
- 测量器具（包括尺子、计时器和称量器）
- 绳子
实验步骤如下：
1. 将木块放置在平滑水平桌面上。
2. 在木块上系上一根绳子，并用力拉动绳子使木块开始运动。
3. 使用计时器测量木块在不同摩擦力作用下的运动时间。
4. 根据测量的数据计算木块在不同摩擦力下的加速度。
5. 重复以上步骤多次，取平均值得到更准确的结果。
实验结果
我们收集了如下数据：
- 摩擦力为0N时，木块的运动时间为2秒。
- 摩擦力为1N时，木块的运动时间为4秒。
- 摩擦力为2N时，木块的运动时间为6秒。
根据这些数据，我们计算得到如下加速度：
- 摩擦力为0N时，加速度为1 m/s^2。
- 摩擦力为1N时，加速度为0.5 m/s^2。
- 摩擦力为2N时，加速度为0.33 m/s^2。
讨论和结论
根据实验结果，我们可以得出以下结论：
- 摩擦力越大，木块的加速度越小。这是因为摩擦力会阻碍物体的运动，使其加速度减小。
- 当摩擦力达到一定数值时，木块将无法再运动，即达到静止摩擦力的极限。
实验中可能存在的误差包括：
- 计时误差：由于人为操作的不准确性，可能导致运动时间的测量误差。
- 摩擦力误差：由于实验条件的不完全理想，例如桌面的平滑度和木块表面的粗糙度等因素，可能导致摩擦力测量的误差。
为了减小误差并获得更准确的结果，我们可以使用更精确的测量仪器和提高操作技巧。
冲击实验报告
冲击实验报告
实验名称：冲击实验
实验目的：通过模拟真实冲击情况，研究不同材料的耐冲击性能，为工程设计和材料选择提供参考。
实验原理与方法：实验中使用了不同材料的圆柱体作为实验样品，分别进行冲击实验。实验中使用的冲击设备为冲击试验机，其原理是通过给定的冲击能量撞击样品，并记录撞击过程中的变形情况。实验使用的样品材料包括钢、铝和塑料。
实验步骤：
1. 准备实验样品：将钢、铝和塑料分别制成圆柱体样品，确保样品尺寸和质量的一致性。
2. 设置冲击能量：根据实验要求，设置冲击试验机的冲击能量，保持冲击能量的一致性。
3. 进行实验：将样品置于冲击试验机上，调整样品位置和冲击力的方向，并进行冲击实验。在实验过程中，记录样品受力和变形情况。
4. 数据处理：对实验采集的数据进行处理和分析，计算冲击实验中样品的强度和韧性指标。
5. 结果分析：比较不同材料样品在冲击实验中的表现，分析不同材料的耐冲击性能。
实验结果：通过实验采集的数据，计算了钢、铝和塑料样品在冲击实验中的强度和韧性指标。结果显示，钢样品的强度最高，韧性也较好；铝样品的强度较低，但韧性较好；塑料样品的强
度和韧性都较低。因此，钢材适用于高强度和高韧性要求的冲击情况，铝材则适用于较低强度要求但韧性要求较高的冲击情况，塑料材料则适用于低强度和低韧性要求的冲击情况。
实验结论：通过冲击实验，可以评估不同材料的耐冲击性能，从而为工程设计和材料选择提供依据。钢材在强度和韧性方面表现突出，适用于高强度和高韧性要求的冲击情况；铝材适用于强度较低但韧性要求较高的冲击情况；塑料材料适用于低强度和低韧性要求的冲击情况。不同材料的选择应根据实际工程需求来进行。
动力学实验实验报告
动力学实验实验报告
动力学实验实验报告
摘要：
本实验旨在通过动力学实验研究物体在不同力的作用下的运动规律。实验采用
了小车自由滑动、斜面滑动和弹簧振动等不同实验方法，通过测量位移、速度
和加速度等参数，分析了物体在不同力下的运动特性。实验结果表明，力对物
体的运动状态有着重要影响，力的大小和方向决定了物体的加速度和运动轨迹。引言：
动力学是研究物体运动的力学分支，它关注物体在力的作用下的运动规律。力
是物体运动的推动力量，它可以改变物体的速度和方向，因此对于了解物体的
运动状态至关重要。本实验通过设计不同的实验方法，探究了力对物体运动的
影响，以期加深对动力学的理解。
实验一：小车自由滑动
实验装置：一条光滑水平轨道、一个小车、一根细线、一组不同质量的砝码。
实验步骤：将小车放在轨道的一端，用细线将小车与砝码连接。逐渐增加砝码
的质量，记录小车在不同质量下的滑动距离和滑动时间。
实验结果：随着砝码质量的增加，小车的滑动距离逐渐增加，滑动时间也相应
增加。这说明物体在受到力的作用下，其加速度与力成正比，即力越大，加速
度越大。
实验二：斜面滑动
实验装置：一个倾斜角度可调的斜面、一个小车、一组不同质量的砝码。
实验步骤：将小车放在斜面上，逐渐增加斜面的倾斜角度，记录小车在不同角
度下的滑动距离和滑动时间。
实验结果：随着斜面倾斜角度的增加，小车的滑动距离逐渐增加，滑动时间也相应增加。这说明物体在受到斜面的倾斜力的作用下，其加速度与斜面倾斜角度成正比，即斜面倾斜角度越大，加速度越大。
实验三：弹簧振动
实验装置：一个弹簧、一个质量挂钩、一个测量位移的尺子。
大学物理实验报告动力学综合 实验讲义2015.3.23-推荐下载
实验5 动力学综合实验
【预习要点】
1、本实验的目的是什么？
2、光电门测定滑块经过时间与挡光片间距之间的对应关系是怎样的？
3、怎样用外延法计算滑块的瞬时速度？
【一、引言】
速度和加速度是描述物体运动状态的基本参量，实验中通常需要对它们进行测定，才能去研究物体运动的规律。平均速度可以通过测量位移和时间进行计算，而瞬时速度则无
法通过实验测出，则需根据外延法进行测量并计算瞬时速度的大小。在实验室中，研究物
体的运动，最大的困难在于怎样减小摩擦力的影响，通常采用的办法是使用气垫导轨或磁
悬浮导轨，通过外力使物体与导轨隔离开，此时物体所受的摩擦力仅为空气的摩擦力，可
以忽略，从而测定物体运动的速度、加速度等其他运动参数。
【二、实验目的】
1、学习磁悬浮导轨和电脑计数器的使用方法。
2、学会测定平均速度、瞬时速度、加速度、重力加速度的方法。
3、学习用外延法处理数据。
4、碰撞过程中，遵守那些定律？能量又是怎样变化的？【三、分析】
1、测量方法分析
（1） 瞬时速度和加速度的测量
如果导轨是水平的，则放置在导轨槽内的滑块将静止在导轨上。沿导轨给滑块一初速
度，滑块将作匀速直线运动。通过抬高手柄可以使导轨有一倾角（在角度标尺中可以直
α接读出），滑块将作匀加速直线运动，沿导轨的加速度为
（5-1）
αsin g a =当滑块从O 点由静止开始在轨面上加速运动经过距离S 到达A 点时，其末速度为
（5-2）
αsin 22gS as V A ==另外，如果在实验中测出滑块在A 处运动△x 距离所需的时间为△t ，即可得到在A 处△x
碰撞实验实验报告
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碰撞实验实验报告
篇一：碰撞实验报告
西安交通大学高级物理实验报告
课程名称：高级物理实验实验名称：碰撞实验
系别：实验日期：20XX年12月2日
姓名：班级：学号：
第1页共12页
实验名称：碰撞实验
一、实验目的
1．设计不同实验验证一系列的力学定律；
2．熟悉实验数据处理软件datastudio的应用。
二、实验原理
1.动量守恒定理：
若作用在质点系上的所有外力的矢量和为零，则该质点系的动量保持不变。即：
=??????
??
根据该定理，我们将两个相互碰撞的小车看作一个质点系时，由于在忽略各种摩擦阻力的情况下外力矢量和为零，所以两个小车的动量之和应该始终不变。
2.动量定理：
物体在某段时间内的动量增量，等于作用在物体上的合力在同一时间内的冲量。即：
2?1=??
??1??2
其中F在??1到??2内的积分，根据积分的几何意义可
以用F-t曲线与坐标轴的面积来计算。
3.机械能守恒定理：
在仅有保守力做功的情况下，动能和时能可以相互转化，但是动能和势能的总和保持不变。
在质点系中，若没有势能的变化，若无外力作用则质点系动能守恒。
4.弹簧的劲度系数：
由胡克定律：
F=kx
在得到F随x变化关系的情况下就可以根据曲线斜率计算出劲度系数。
5.碰撞：
碰撞可以分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和非完全弹性碰撞。完全弹性碰撞满足机械能守恒定律和动量守恒定律，完全非弹性碰撞和非完全弹性碰撞则只满足动量守恒定律而不满足机械能守恒定律。
三、实验设计
1.摩擦力的测量：
给小车一初速度使之在调节为水平的轨道上运动，同时记录其运动过程中的速度随时间变化图。
碰撞和动量守恒实验报告 PDF
碰撞和动量守恒实验报告 PDF
本次实验是通过实验验证碰撞和动量守恒定律理论的正确性。实验中需要用到的仪器
有单轨小车、小车簧秤、撞板、采集器、数据线和电脑等。
实验步骤如下：
1、调试仪器：将采集器连接到电脑上，并开启采集软件，然后将单轨小车放置在轨
道上，并使用簧秤将小车固定在轨道上。将撞板放置在轨道的末端，确保其平行于轨道。
最后调整小车的位置，让小车与采集器能够正常连接，能够获取到小车运动的数据；
2、测量碰撞前的数据：将小车用手推动，让其运动到轨道的末端，记录小车的质量、初速度以及撞板的质量；
3、进行碰撞实验：将小车放在轨道的起始点，启动采集软件，并让小车从轨道的起
始点运动到撞板上，此时记录小车碰撞后的速度和撞板的速度；
4、分析数据：根据动量守恒定律和碰撞动量定理，计算碰撞前和碰撞后小车和撞板
的动量值，并进行比较，验证动量守恒定律是否成立。
碰撞前：小车质量为m1=0.2kg，初速度为v1=0.7m/s；撞板的质量为m2=1.0kg；
根据动量守恒定律可知：碰撞前的动量等于碰撞后的动量，即m1v1=m1v1'+m2v2'。其中，m1v1表示碰撞前小车的动量，m1v1'表示碰撞后小车的动量，m2v2'表示碰撞后撞板的动量。将实验数据代入公式中，可得：
0.2×0.7=0.2×0.38+1.0×0.28
可知两边的数值相等，因此验证了动量守恒定律的成立。同时，根据碰撞动量定理，
碰撞前和碰撞后的总动量分别为0.14kg·m/s和0.14kg·m/s，验证了这个物理规律的正
确性。
总之，通过本次实验，我们深入了解了碰撞和动量守恒定律的物理规律，同时掌握了
碰撞实验报告
碰撞实验报告
导言：
碰撞实验是物理学中的一项重要实验研究，通过对物体间的碰
撞现象进行观察和分析，揭示物体之间相互作用的规律。本报告
将介绍一次碰撞实验的过程、观测结果以及实验所带来的意义。
实验设计：
本次实验采用了简单的杂物碰撞实验。我们选择了两个等质量
的金属小球，一个推动器和一个平滑的水平轨道。我们将推动器
与轨道的一端固定，通过给推动器施加一定的力，使其向前移动，从而推动其中一个小球。
实验过程及结果：
实验开始时，我们在轨道的另一端预先放置了另一个小球，并
确保它与推动器上的小球距离较远。然后，我们以相同的力度推
动了推动器，使其带动小球在轨道上移动。
观测到的现象是小球在碰撞后改变了运动状态。当推动器的小
球与预先放置的小球发生碰撞时，两个小球均受到作用力，改变
了它们的速度和方向。我们通过仔细观察发现，碰撞后两个小球
分别向相反的方向运动，并且其速度和运动轨迹发生了显著的变化。
为了更加深入地了解碰撞现象，我们对碰撞前后的数据进行了收集和分析。通过使用高精度的速度计和角度测量装置，我们测量了小球在碰撞前后的速度、方向以及气体迹象。
根据我们的实验数据，我们发现了一些有趣的现象。首先，碰撞后小球的总动能有所减少，这说明在碰撞过程中有一部分能量被转化为其他形式的能量，例如热能和声能。其次，我们注意到小球在碰撞前后的速度和运动方向发生了变化，这表明碰撞过程中动量的守恒定律得到了验证。
讨论与意义：
碰撞实验不仅反映了物体间相互作用的规律，还为我们理解现实世界中许多现象提供了重要的参考。例如，理论物理学和工程学领域中的研究往往涉及到物体之间的碰撞，通过对碰撞过程的分析，我们可以预测和控制许多复杂系统的行为。
工作报告-大学物理碰撞打靶实验报告
工作报告-大学物理碰撞打靶实验报告
摘要：
本实验利用弹球打靶的物理现象，通过测量弹球的初速度及撞击角度，计算出弹球的
击中点与理论值的差距，并进行分析。实验结果表明，本实验达到了较为准确的实验目的，证实了牛顿动力学的基本定理在碰撞实验中的应用。
关键词：碰撞实验；弹球打靶；初速度；撞击角度；牛顿动力学。
引言：
理论：
在碰撞实验中，我们要关注的物理量包括：初速度、质量、撞击角度和反弹角度等。
其中，初速度是我们必须要准确测量的物理量，因为它在实验中将直接影响到弹球的运动
轨迹。而撞击角度和反弹角度则与弹球的反弹速度有关。在实验中，我们可以通过设定不
同的撞击角度来测量不同的反弹速度，从而验证碰撞定律。
实验：
本实验中，我们采用的是弹球打靶的实验方法，将靶子挂在一根固定的杆子上，而弹
球则从左侧的斜面滚动，在经过斜面的抛射之后，撞击到靶子上，最终落地。实验过程中，我们需要测量弹球的初速度和撞击角度，并将实验数据与理论值进行对比。
结果：
我们在实验中测量到的弹球初速度为v=0.78m/s，而靶子与斜面的夹角为θ=30°，此时测得弹球的击中位置为x=0.4m。根据理论计算，弹球的击中位置应该为x=0.41m，与实
测结果相差不大。
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1.SHPB实验装置、基本原理及用途
1.1实验装置及用途
如图1所示为SHPB的实验装置及数据采集处理系统：
图1 SHPB实验装置
SHPB装置主要由三部分组成：压杆系统、测量系统以及数据采集与处理系统。其中压杆系统是由撞击杆、入射杆、透射杆和吸收杆四部分组成。撞击杆也称之为子弹，一般来说压杆所采用的截面尺寸及材料均相同，因此子弹的长度就决定了入射应力脉冲的宽度λ，一般取λ=2L（L为子弹的长度），吸收杆主要是用来吸收来自透射杆的动能，以削弱二次波加载效应，为保证获得完整的入射及反射波形，入射杆的长度一般要大于子弹长度的两倍，所有压杆的直径应远小于入射应力脉冲的波长，以忽略杆中的惯性效应影响。
测量系统可以分为两个部分，一个是撞击杆速度的测量系统，另一个是压杆上传感器测量系统。对撞击杆速度的测量常采用激光测速法，如图1所示，在发射管与入射杆之间装有一个平行光源，用来发射与接收激光信号，两个光源之间的间距是可测的，当子弹经过平行光源时，会遮挡住光信号而产生一定宽度的脉冲信号，据此可测出子弹通过平行光源的时间即可求出子弹的撞击速度。压杆传感器测量系统则是在压杆相应位置处粘贴电阻应变片，并将应变片经电桥连接至超动态应变测试仪上，据此即可测出压杆中的应变。
数据采集和处理系统主要由TDS5054B数字示波器，CS—1D超动态电阻应变仪，TDS2000B波形存储器，以及微机等组成。其作用是完成对信号的采集、处理和显示。
1.2基本原理
利用应变片技术测量波速的工作原理如图2所示。子弹撞击压杆所产生的应力波（弹性波）先后为应变片1和应变片2所记录。鉴于弹性波在线弹性细长杆中的传播很少有衰减，也不弥散，基本上不失真，因此可根据两个应变片之间的距离及所记录信号的时间差确定波在细长杆中的传播速度。
应变片1应变片2
图 2 应力波波速测量原理图
鉴于弹性波在自由端反射的异号波形具有相同的传播速度，还可以采用如图3所示的更为简单的测试方法。这时，应变片所记录的是拉压相间的应力波，同一相位间隔距离代表应力波行走了一个来回，即杆长的二倍距离，据此也可以确定应力波在细长杆中的传播速度。
图3 应力波波速测量原理图
常规的拉伸（或压缩）实验测得的是材料在低应变率(341010/s -- )下的应力应变曲线。本实验测得的是材料在高应变率(241010/s )下的应力-应变曲线，其原理如图4所示。当枪膛内的子弹以某速度撞击输入杆时，在杆内产生一个入射脉冲i ε，试件在该应力作用下产生高速变形，与此同时，在压杆中分别产生往回的反射脉冲r ε和向前的透射脉冲t ε。
图4 测量应力-应变原理图
本实验是建立在二个基本的假定基础上的，一个是一维假定（又称平面假定），另一个是均匀假定。根据一维假定，我们可直接利用一维应力波理论确定试件材料应变率()t ε 、应变()t ε和应力()t σ：
)(2r i r i E εεσσσσ+=+==Ⅰ
t t E εσσσ=='=2
Ⅱ 0
1()()
()2
2i r t A AE t A A σσσεεε=
+=
++ⅠⅡ
(1)
2()i r i r c ννννεε==+=--Ⅰ
2
t t c νννε'===-Ⅱ 00
()()i r t c t l l ννεεεε-=
=
-- ⅡⅠ
()()t i r t c t d t l εεεε=
--⎰
(2)
由(1)、(2)式进而可得试件材料的应力应变关系。根据均匀假定，可得
i r t εεε+=，代入公式后则可得到更为简单的形式：
02()t r c t dt l εε=-
⎰
()t A t E A σε=
2.SHPB实验的操作过程
2.1实验问题描述
利用SHPB试验测定泡沫铝材料的动态应力-应变曲线。已知试样为一直径为37mm，厚度为6mm的圆柱体，压杆材料为钢，弹性模量为200GPa，子弹长100mm，直径37mm，入射杆及透射杆均为长2000mm，直径为37mm的均质钢杆，平行光源之间的距离为30mm。
2.2试件选择及尺寸
由于在霍普金森压杆测试中，惯性效应及试样与杆端的摩擦等会导致试验结果的不准确，因而在试验前必须合理设计、选择试样。
通常情况下，由于圆柱形试样容易加工，因而人们更多地采用圆柱形试样进行试验，而确定试样的几何尺寸则需要综合考虑多方面因素。通常对于一套给定的霍普金森压杆，试样的直径最好是压杆直径的0.8倍。这样虽然试样在压缩变形过程中长度将会缩短，而直径将增大，但仍可以保证试样直径超过压杆直径前达到30%的真实应变。此外，试样的长径比也应当在0.5~1.0之间，太长的试样在试验过程中容易失稳。基于以上两点，我们选用的是直径为37mm，厚度为6mm 的圆柱体，材料为泡沫铝。
另外，试样在加工过程中应保证两个端面的平行度在0.01mm以上，同时这两个端面应该有足够的光洁度以减小试验过程中端部摩擦的影响。还需注意的是，由于在加工过程中，材料中难免会有残应力存在，因而在试验前应对试样进行适当的热处理以减小残余应力的影响。
2.3获得三波的过程
当撞击杆与入射杆发生碰撞时，两个杆中将会有压力脉冲产生并向各自杆的另一端传播，这样就形成了入射波，当入射波经过应变片1时便得到入射波的波形；当入射杆中的应力脉冲到达试样的接触面时，由于波阻抗的不匹配，一部分脉冲被反射，在入射杆中形成反射波，当反射波经过应变片1时便得到反射波的波形；另一部分则通过试样透射入透射杆中，形成透射波，当透射波经过应变片2时便得到了透射波的波形。
2.4原始波形图像
设置采样频率为2MHz，采样点数为10000，得到的入射波、反射波和透射波的波形如图5和图6所示，其中图5中波峰为入射波，波谷为反射波：
图5 入射波和反射波波形
如图6所示为透射波波形：
图6 透射波波形