球球 -- 球碰撞的实验研究 球碰撞的实验研究

教 师 ： 徐 朋教 师 ： 徐 朋

你所了解的碰撞现象 有哪些？你所了解的碰撞现象 有哪些？

1 、生活中常见

乒乓球、台球、打靶、打桩……

今天研究的是：两个小球发生正碰！今天研究的是：两个小球发生正碰！

粒子与石蜡碰撞发现了中子质子与质子对撞产生 W 规范玻色子天体物理、微观粒子的碰撞

2 、物理研究中常用

基 本 概 念基 本 概 念

1 、碰撞：两物体相互接触时，运动状态两物体相互接触时，运动状态发发

生生迅速迅速变化的现象。变化的现象。

弹性碰撞

非弹性碰撞

2 、机械能守恒定律： 物体在能量转化过程中，物体在能量转化过程中，合外力合外力对物体对物体 所所做功为零做功为零，则物体的总机械能恒定。，则物体的总机械能恒定。

实 验 仪 器 简 介实 验 仪 器 简 介

多 功 能 球多 功 能 球 -- 球 碰 撞 实 验 仪球 碰 撞 实 验 仪 DQP-ⅠDQP-Ⅰ 型型 （实 物 图 及 简 图见 下 页）（实 物 图 及 简 图见 下 页）

哈佛大学 复旦

自行研制的！！

实 验 原 理实 验 原 理

主击球运动过程

两球碰撞过程

被撞球平抛过程

自己计算 !!!

能 量 损 失能 量 损 失

水平方向动能

hy

x

3E

2E

1E

'E

① 主击球运动过程② 两球碰撞过程

③ 被撞球平抛过程

实验内容1. 分别求出（三种）被击球打击位置的百分误 差，比较那种最大？分析误差产生原因。

退火大球 退火小球 未退火小球

2.在使用过程中 ,注意体察并提出仪器的改进意见

退火 退火 annealingannealing

退火退火是将是将金属金属缓慢缓慢加热加热到一定温度，保持足够时到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度间，然后以适宜速度冷却冷却 ( ( 通常是缓慢冷却，有时通常是缓慢冷却，有时是控制冷却是控制冷却 )) 的一种的一种金属热处理工艺金属热处理工艺。。

目的目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料材料或或工件工件软化软化，，改善改善塑性塑性和和韧性韧性，使其，使其化学成分化学成分均匀化均匀化，，去除去除残余应力残余应力，或，或得到预期得到预期的的物理性能物理性能。。

退火退火工艺工艺随目的之不同而有随目的之不同而有多种多种，如，如重结晶重结晶退退火、火、等温等温退火、退火、均匀化均匀化退火、退火、球化球化退火、退火、去除应力去除应力退火、退火、再结晶再结晶退火，以及退火，以及稳定化稳定化退火、退火、磁场磁场退火等退火等等。 等。

具体测量1. 列数据表 ,测量被击球打击底盘位置 ,

同一种球测 6次 平均

2. 测量主击球和被击球的高度代入理论公式 :h2 被击 = 游标尺 5所对应的刻线 +球半径

h1 主击 = 游标尺 10 所对应的刻线 -球半径 x x

Ex

理 测

理

百分误差

给定数据 : D 小球 =15.14mm

D 大球 =20.46mm

x

思 考 题思 考 题

引起能量损失的因素有哪些？引起能量损失的因素有哪些？

设计一些实验步骤，用来测量各部分的损失。设计一些实验步骤，用来测量各部分的损失。