刚体碰撞试验 实验报告 同组成员： 实验日期： 一、实验目的对理论力学课程中碰撞基本知识的加深理解 1、掌握恢复系数、冲量比等参数测量方法 2、了解三维空间碰撞问题的简化处理方法 二、实验内容 1、恢复系数e 的测定 2、冲量比μ的测定 3、三维空间碰撞简化处理方法的介绍 三、实验设备： 碰撞实验台见图一所示。 按动发球器1 右侧的按钮，可以使发球器中存储的钢球以自由下落的方式发出；当钢球碰落到撞块A 时发生碰撞，并反弹继续运动；当钢球碰落到撞块B 时，再次发生碰撞，反弹继续运动；最后钢球将溅落到底板的某一位置。 四、实验步骤及实验原理： 1、恢复系数e 的测定 测定恢复系数时，需将碰撞块A 的上表面的外法线调至垂直向上的方向，即方向余弦向量为（0， 0， 1） T。钢球自由下落开始时的位置已知，通过立柱上刻度尺可以测量钢球碰撞后的反弹高度，从而可以计算出碰撞中的恢复系数。见图二。 设初始高度为0h ，碰撞前速度为1v ，iV 表示第i次碰撞后钢球的质心速度，碰撞后钢球反弹的最高位置为maxh，则： 012ghv， max12ghV （负号说明方向为-Z 方向） 恢复系数的定义为：AAvvVVe11，碰撞块A 的碰撞前和碰撞后速度均为0，可得： 0maxhhe （ 1） 1 2 3 4 5 6 1：发球器 2：碰撞块B 3：围栏 4：调节螺钉（3） 5：底板 6：滑轨 7：碰撞块A 8：立柱 8 7 X Y Z O 该碰撞台中的可调节部分为： 6 与 8 之间可滑动，调A、 B 的间距 7 与 8 之间可转动，调碰撞面A 法向 2 与 5 之间可转动，调碰撞面B 法向 4 与 5 之间可转动，调平实验台 图 1：实验台简图 测出maxh的值便可以由式（1）计算出恢复系数e 2、冲量比μ的测定 测定冲量比时，需将碰撞块A 的上表面的外法线调至垂直向上的方向，另外还要取下 碰撞块B，这时钢球经过第一次碰撞将直接溅落在底板上。通过测量其溅落位置并结合已测 定的恢复系数可以得到冲量比的测定结构，见图 三。 测量钢球在底板上的溅落位置可按如下方法进行：发球前在底板上平铺一张坐标纸（或其他白纸均可）并记录下它在底板上的位置，即它在图1 中的O-XYZ 坐标系中的绝对位置。然后在其上在平铺一张复写纸，并用压块固定。当球溅落在底板上时，便通过复写纸在坐标纸上留下痕迹。实验结束后，测量这些痕迹在坐标纸上的位置，并结合坐标纸在O-XYZ 坐标系中的绝对位置可以得到实验中钢球的实...
