弹性碰撞

【实验目的】
演示正碰撞和动量守恒定律，形象地显现弹性碰撞的情形。
【实验器材】
弹性碰撞演示仪，如图5-1所示。

图 5-1

图5-1中，1—底座，2—支架，3—钢球，4—拉线，5—调节螺丝。钢球质量：m=7× 0.2kg；直径：ф=7×35mm；拉线长度：L=550mm。
【实验原理】
根据动量守恒定律可知，如果正碰撞的两球，撞前速度分别为和，撞后的速度分别为和，质量分别为和，则
                （5—1）
由碰撞定律可知：
               （5—2）
若时，则分离速度（）等于接近速度（），这就是弹性碰撞情形。解式（5—1）和式（5—2）可得：

               （5—3）
               （5—4）
若， ，时，则
               （5—5）
即球1正碰球2时，球1静止，球2继续以的速度正碰球3，等等以此类推，实现动量的传递。
【实验操作与现象】
1．将弹性碰撞演示仪置于水平桌面放好，调节螺丝，使七个钢球的球心在同一水平线上。
2．将一端的一个钢球拉起后，松手，则钢球正碰下一个钢球，末端的钢球弹起，继而，又碰下一个钢球，另一端的钢球弹起，如此循环，中间的五个钢球静止不动。
3．分别把一端的两个、三个等不同数量的钢球拉起，松手，碰幢其后钢球，仔细观察钢球弹起的情况。
4．在一般情况下，两球碰撞时，总要损失一部分能量，故两端的钢球摆动的幅度将逐渐减弱。
【注意事项】
1．操作前一定将七个钢球的球心调至同一水平线上，否则现象不明显。