弹性碰撞球实验

弹性碰撞球

【实验目的】：

1. 演示并分析等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量定理的理解。

2. 演示弹性碰撞时能量的传递达到最大值。

3. 通过演示实验，使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量的变化有更清晰的

理解。

【实验仪器】：弹性碰撞仪

【实验原理】：

由动量守恒和能量守恒原理可知：在理想情况下，完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。当两个等质量刚性球弹性正碰时，它们将交换速度。当只有两个球时，设A 、B 质量均为m ，A 被抬起，而后回到最低点处的速度为v0, 发生碰撞后两球的速度分别为v1,v2,

应用动量守恒定律有：mv0=mv1+mv2；

应用能量守恒定律有：mv02/2=mv12/2+mv22/2

两式联立解得：mv1=0, mv2=mv0

发生弹性碰撞后，被碰撞的小球具有了与碰撞小球同样大小的速度，而碰撞小球

则停止。理解了这一过程，多个小球碰撞时可以进行类似的分析。事实上，由于小球间的碰撞并非完全理想的弹性碰撞，有一定的能量损失，故最后小球还是要静止下来。

【实验步骤】：

1．固定桌子，时桌面水平；

2．调整固定摆球的螺丝，尽量使摆球的中心处于同一水平线上；

3．拉起最左边的一个摆球，释放，让其撞击其它的摆球，可以观察到最右侧的一个球立即摆起，其振幅几乎等于左边小球完全相同；

4．再同时拉起左侧的两个、三个或四个摆球，将其释放，让其撞击剩余的摆球，可观察到另一侧相同数目的摆球立即摆起，其摆动幅度与被

拉起的摆球的摆动幅度基本相同。

【注意事项】：

1．随时注意保持7个摆球的球心处于同一直线上；

2．球的摆幅不要太大，否则现象不明显；

3. 不要用力拉球，以免悬线受损。