碰撞打靶实验

碰撞打靶实验（精选9篇）

篇1：碰撞打靶实验

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

升降架上装有可上下升降的磁场方向与杆平行的电磁铁，杆上的有刻度尺及读数指示移动标志。仪器上电磁铁磁场中心位置、单摆小球（钢球）质心与被碰撞小球质心在碰撞前后处于同一平面内。由于事先二球质心被调节成离导轨同一高度，所以，一旦切断电磁铁电源，被吸单摆小球将自由下摆，并能正中地与被击球碰撞。被击球将作平抛运动，最终落到贴有目标靶的金属盒内。

小球质量可用电子天平称衡。

三．实验内容

（一）必做内容：

1.调整导轨水平，如果不水平可调节导轨上的两只调节螺钉。

2.用电子天平测量被撞球（直径和材料均与撞击球相同）的质量ｍ，并以此也作为撞击球 的质量。

3.根据靶心的位置，测出ｘ，估计被撞球的高度ｙ，并据此算出撞击球的高度ｈ0（预习时 应自行推导出由ｘ和ｙ计算高度ｈ0的公式）

4.通过绳来调节撞击球的高低和左右，使之能在摆动的最低点和被撞球进行正碰。5.把撞击球吸在磁铁下，调节升降架使它的高度为ｈ0，细绳拉直。6.让撞击球撞击被撞球，记下被撞球击中靶纸的位置x。（可撞击多次求平均），据此计 算碰撞前后总的能量损失为多少？应对撞击球的高度作怎样的调整，才可使击中靶心？（预习时应自行推导出由x和y，及计算高度差h-h0=?h的公式）7.对撞击球的高度作调整后，再重复若干次试验，以确定能击中靶心的 h 值；被撞球击 中靶纸的位置后记下此 h 值。

8.观察二小球在碰撞前后的运动状态，分析碰撞前后各种能量损失的原因。

（二）选做内容：

观察两个不同质量钢球碰撞前后运动状态，测量碰撞前后的能量损失。用直径、质量都不同的被撞球，重复上述实验，比较实验结果并讨论之。（注意：由于直径不同，应重新调节升降台的高度，或重新调节细绳）

四．思考题

1.如两质量不同的球有相同的动量，它们是否也具有相同的动能？如果不等，哪个动能大？ 2.找出本实验中，产生?h 的各种原因（除计算错误和操作不当原因外）。

3.在质量相同的两球碰撞后，撞击球的运动状态与理论分析是否一致？这种现象说明了什么？

4.如果不放被撞球，撞击球在摆动回来时能否达到原来的高度？这说明了什么？ 5.此实验中，绳的张力对小球是否做功？为什么？

6.定量导出本实验中碰撞时传递的能量e和总能量 e的比?＝e/e与两球质量比? =m1/m2的关系。

7.本实验中，球体不用金属，用石蜡或软木可以吗？为什么？

实验原理：（要求同学们能够自己推导有关计算公式，自行设计并画出实验原理图）以下仅为参考：

1．撞击球下摆至最低点过程，机械能守恒：（1）

2．撞击球与被撞球发生完全弹性碰撞（正碰），动量守恒：，（2）3．被撞球以初始速率 做平抛运动：(3)（1）、（2）、（3）式得： 式中，为靶心位置，（4）为撞击球与被撞球高度差的理论值。为被撞球的高度，当被撞球的高度为为

由此得碰撞系统在整个运动过程的能量损失应为，撞击球与被撞球高度差的理论值为时，被撞球实际击中靶纸的位置由此，若使被撞球击中靶心，撞击球的初始高度应调高至，即使得，篇二：碰撞打靶实验报告 碰撞打靶实验报告 碰撞打靶实验仪。

被撞球3个（铁球，铜球，铝球，其中铁球和撞击球质量相等）。实验目的、意义和要求

目的:了解自然界中物体的碰撞现象。

意义:利用碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动利用已学到的力学定律去解决打靶的实验问题。要求: 预习实验原理的各个力学规律。

了解整个实验的过程，即从理论值到实际值的过程。实验前应回答的问题

实验仪底盘为什么要调水平。由x和y推导出时h0的表达式。

由x,和y计算高度差的公式,进而推导出体系在整个过程中的能量损失δe。实验内容 完成实验室给出的数据表格。

选做实验——从剩余的两个小球中任选一个(建议做铝球)完成实验。

实验目的：比较被撞球的质量发生变化，或者质量和体积都发生变化时，体系的能量损失会有怎样的变化。实验报告要求

计算碰撞前后的总能量损失δe。回答课本p31,p32思考题。

实验现象记录分析，实验感想体会和建议。参考书籍与材料 相关表格下载

碰撞打靶—表格仅供参考，数据要求记录在报告纸上。建议问题

老师，碰撞打靶实验最后计算出来能量损耗值，是否还要计算不确定度？如果钢尺和游标卡尺上没有标明“最大误差”或“不确定度限值”，要怎么计算测量长度的不确定度？ 本实验没要求计算不确定度，因此没有给出不确定度限值。—高渊2009/10/1909:17 老师，如果x值选择较小，是否会使能量损失百分比增大？

是在具体操作中出现这个疑问吗?如果不是,建议来实验室做一下,看看损失百分比是否增大.—高渊2010/04/1511:12 老师，我觉得测量x的值时是不是可以多打几个点，比如说10个点，由于这些点一般比较密集，所以可以较容易找到这些点的中心，这样就只需要测一次x的值就可以了，然而取三个点然后取平均值的方法个人觉得有些随意，一是取三个点样本太少，可能不具有代表性，二是这三个点每次单独测x时的随意性较大，人为的误差较大，所以我觉得这个方法略有不妥。另外在算撞击球的h时，是不是应该加上0.5d，毕竟在算平抛运动速度时，不需要加0.5d，但是在算h时，就不能不加了，否则h就少了0.5d，误差较大吧？–张子恒

老师，我有一个问题想请教你。因为有一些公式所以不知道怎么上传。请问一下老师的电子邮箱

同学，这个网站首页的通讯录一栏里能找到所有教师和助教的邮箱。—乐永康2012/03/0722:23 书上实验内容必做内容第三步说根据x来估计y值，怎么估计啊？x=vt;y=1/2gt^2,怎么根据x来估计y啊？难道测时间t吗？那这样也太不准了吧，相差一秒就相差5米啊？不懂啊，求指教。。。

估计嘛，本就没要求必须达到何种精确程度。一秒很长了，你拿个秒表掐绝对不会有那么大误差的。—高渊2012/05/0717:21 老师好，我想问的也是第5个同学的问题，希望老师能够解答的再详细一点，谢谢。就是实验仪器中并没有给出秒表，所以无法测时间，但是老师回答的是用秒表掐时间，如果说可以用秒表的话，那么第三步测x就没有什么意义了，究竟如何才能根据x测出y？真的不懂，希望老师能指教！再次感谢！—黄禹铭2012/10/2809:13 首先问题的顺序理了一下，上面的问题按时间顺序应该是第五个；至于书上说的估计，由于靶纸能放的x范围有限，y值也就是被撞球的高度调节范围也很有限，一般可以试打几次即可，知道x和y大概取什么数值即可，而不是用x测出y，本实验中x和y都是初始条件；至于秒表的说法，是针对那个同学说的测量时间误差大的疑问，不是真的建议用秒表。—高渊2012/10/2823:10 谢谢老师啦！——黄禹铭2012/10/3022:46 老师，我想请问一下，模拟题中为什么操作完全正确仍然会发生非正碰的情况？还有，调节平衡时上下两个转轴各是什么用呢？

总有视觉误差吧，很难保证绝对正碰；下边一对转轴调节撞击球的摆动轨迹，上边一对转轴调节撞击球对应于被撞球的位置。—高渊2012/06/2501:27 那实验仪器底盘调节水平是为了保证是平抛运动还是保证是正碰呢？—黄一霏2012/06/2418:57 都保证啊。—高渊2012/06/2501:21 老师请问改变高度由h0到h值，物理过程因数据改变已经不是同一个过程，但是计算损失的能量却用了两个不同过程的数据计算，这算不算是系统误差—陈泓宇2012/09/2423:32 用撞击球上升的高度来计算重力势能，近似得出撞击过程中损失的能量，虽然可能有2个或者更多操作过程，但算重力势能的话就只考虑高度的改变，这个计算不带来系统误差。—高渊2012/09/2510:23 老师，我想说，碰撞打靶中，用于释放撞击球的磁铁，在按下开关后，会不会还对铁球有作用力，而这个阻力对球做的负功应该也算是误差吧，在我看来磁铁能吸住球的磁力应该比较大了，那会不会有较大的误差，如果可以改进，是不是可以改进一下电磁铁的吸放情况，就是按下开关，在足够长的时间里会没有磁力，我相信科学家做这个实验，应该不是用的电磁铁来释放小球吧。—-陈泓宇2012/10/907:32 磁力也就是在释放的一瞬间会对小球有作用力，由此产生的误差肯定会有，但是可以分析到。电磁铁方便啊，可以重复使用操作，原先方法好像是用电热丝烧断连接小球与摆绳的胶带纸。同学们有没有什么好方法建议欢迎提出来，我们可以用以改进实验。—高渊2012/10/1511:09 老师，h应该是以球中心为准的吧？不是底部；还有，设置这么一套装置的意义何在呢？可不可以改进装置，避免调试中出现过大误差？（比如把绳牵引撞击球换成让球从斜槽中自由下落，只要保证对心碰撞即可。）—王靖雯2012/11/1622:36 h0一般建议以底部为准，当然以球心为准也可以啊，只要公式随之而调整，也就是考虑是否加上球的半径而已；这个实验设计的最初目的就是要同学自己调整正碰，看看谁细心、耐心，出现状况能否不急躁找出问题所在；基础物理实验都是验证已知物理规律，能否测得精确的结果不是主要目的，所以不会采用特别精确的仪器，实验中和实验所用仪器允许误差比较大的情况出现，但要求能找出误差和问题所在，从而合理分析和解决问题，这也是实验课对同学能力的主要考核方向。—高渊2012/11/1823:34 老师你好，请问能量损失与两球质量差有什么关系呢？我做的铜球损失最大，其次是铝球，最小的是铁球，但是质量差最大的是铝球啊，貌似找不到什么规律，是不是铜球的数据得到的不对啊？—胡蔚萍2012/11/2721:40 能量损失和两球质量差的关系可以参考思考题6，根据两球质量比的变化，传递的能量和总能量的比值也会不一样，但这是理想情况，本实验中由于还有每次调节碰撞中条件的不同，以及摩擦力不同的影响，所以会出现不同的情况，铝球的数据经常是能量损失比较小的，这些都可以具体分析，数据应该没有问题。—高渊2012/11/2808:52篇三：“碰撞打靶”实验中能量损失的分析

内蒙古科技大学 本科毕业论文

题目：碰撞打靶实验中能量损失分析 学生姓名：xxx 学院：物理科学与技术学院 专业：应用物理 班级：08应物 学号：0809810038 指导教师：xxx 二零 一 二年 五月

摘 要

介绍了碰撞打靶实验仪在力学实验中的应用,对实验中的基本原理，实验中所用到的方法，实验过程等进行了阐述，并对实验中所得到的结论进行了分析，发现了质量不同的撞击球对能量损失的影响，同时也分析了空气阻力、摩擦力、非正碰、非弹性碰撞带来的能量损失，这些问题的分析对以后实验的进行提供了一定的帮助。关键词：

碰撞； 打靶；能量损失 abstract describes the experimental apparatus targeting collision experiments in the application of mechanics, the basic principle of the experiment, the method used in the experiment, the experiment presented in this paper, the experimental conclusions obtained in the analysis, found the quality of different the impact on the energy loss of the ball, but also of the air resistance, friction, non-regular touch, non-elastic collision caused by energy loss analysis of these issues after the experiments carried out provide some help.keywords: collision;shooting;energy loss 引言5 1基本概念? 6 1.1关于碰撞 6 1.2关于动量守恒和能量守恒? 6 1.3关于单摆运动和平抛运动? 6 2碰撞打靶实验能量损失的原理 6 2.1装置介绍及使用方法??? 6 2.1.1装置介绍??? 6 2.1.2使用方法??? 7 2.2碰撞打靶实验数据的测量? 8 3数据记录与处理?? 9 3.1实验中所得到的数据??? 9 3.2对数据的处理??11 3.3误差分析11 3.4对实验结果的分析??? 12 4分析各种能量损失的原因? 12 结论??? 13 参考文献? 14 致谢??? 15 本实验实是物体间的碰撞，是自然界中普遍存在的现象，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。单摆运动和平抛运动是运动学中的基本内容，能量守恒与动量守恒是力学中的重要概念。本碰撞打靶实验仪研究两个球体的碰撞，以及碰撞前小球的单摆运动和碰撞后被撞球的平抛运动，运用已学到的力学定律去解决打靶的实际问题。并从理论计算与实验结果的差值，求得碰撞前后的能量损失，从而更深入地了解力学原理, 并探讨碰撞中能量损失的诸方面的原因, 是一个较好的设计性研究性物理实验。

篇2：碰撞打靶实验

碰撞打靶实验仪。

被撞球3个（铁球，铜球，铝球，其中铁球和撞击球质量相等）。实验目的、意义和要求

目的:了解自然界中物体的碰撞现象。

意义:利用碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动利用已学到的力学定律去解决打靶的实验问题。

要求: 预习实验原理的各个力学规律。

了解整个实验的过程，即从理论值到实际值的过程。实验前应回答的问题

实验仪底盘为什么要调水平。由x和y推导出时h0的表达式。

由x,和y计算高度差的公式,进而推导出体系在整个过程中的能量损失ΔE。实验内容

完成实验室给出的数据表格。

选做实验——从剩余的两个小球中任选一个(建议做铝球)完成实验。

实验目的：比较被撞球的质量发生变化，或者质量和体积都发生变化时，体系的能量损失会有怎样的变化。

实验报告要求

计算碰撞前后的总能量损失ΔE。回答课本P31,P32思考题。

实验现象记录分析，实验感想体会和建议。参考书籍与材料 相关表格下载

碰撞打靶—表格仅供参考，数据要求记录在报告纸上。建议问题

老师，碰撞打靶实验最后计算出来能量损耗值，是否还要计算不确定度？如果钢尺和游标卡尺上没有标明“最大误差”或“不确定度限值”，要怎么计算测量长度的不确定度？

本实验没要求计算不确定度，因此没有给出不确定度限值。—高渊2009/10/1909:17 老师，如果x值选择较小，是否会使能量损失百分比增大？

是在具体操作中出现这个疑问吗?如果不是,建议来实验室做一下,看看损失百分比是否增大.—高渊2010/04/1511:12 老师，我觉得测量X的值时是不是可以多打几个点，比如说10个点，由于这些点一般比较密集，所以可以较容易找到这些点的中心，这样就只需要测一次X的值就可以了，然而取三个点然后取平均值的方法个人觉得有些随意，一是取三个点样本太少，可能不具有代表性，二是这三个点每次单独测X时的随意性较大，人为的误差较大，所以我觉得这个方法略有不妥。另外在算撞击球的h时，是不是应该加上0.5D，毕竟在算平抛运动速度时，不需要加0.5D，但是在算h时，就不能不加了，否则h就少了0.5D，误差较大吧？–张子恒

一般至少打5个点,根据落点情况再适当多打,取落点中心的话似乎也是比较随意的,鉴于这个实验系统误差还是比较大的,所以你的方法可行,但并不一定能提高多少精度;对于h0的计算,如果Y也是以球的底部到底盘距离为准的话,那么h０是不用加上球半径的．—高渊2011/11/0110:36 老师，我有一个问题想请教你。因为有一些公式所以不知道怎么上传。请问一下老师的电子邮箱

同学，这个网站首页的通讯录一栏里能找到所有教师和助教的邮箱。—乐永康2012/03/0722:23 书上实验内容必做内容第三步说根据x来估计y值，怎么估计啊？x=vt;y=1/2gt^2,怎么根据x来估计y啊？难道测时间t吗？那这样也太不准了吧，相差一秒就相差5米啊？不懂啊，求指教。。。

估计嘛，本就没要求必须达到何种精确程度。一秒很长了，你拿个秒表掐绝对不会有那么大误差的。—高渊2012/05/0717:21 老师好，我想问的也是第5个同学的问题，希望老师能够解答的再详细一点，谢谢。就是实验仪器中并没有给出秒表，所以无法测时间，但是老师回答的是用秒表掐时间，如果说可以用秒表的话，那么第三步测x就没有什么意义了，究竟如何才能根据x测出y？真的不懂，希望老师能指教！再次感谢！—黄禹铭2012/10/2809:13 首先问题的顺序理了一下，上面的问题按时间顺序应该是第五个；至于书上说的估计，由于靶纸能放的X范围有限，Y值也就是被撞球的高度调节范围也很有限，一般可以试打几次即可，知道X和Y大概取什么数值即可，而不是用X测出Y，本实验中X和Y都是初始条件；至于秒表的说法，是针对那个同学说的测量时间误差大的疑问，不是真的建议用秒表。—高渊2012/10/2823:10 谢谢老师啦！——黄禹铭2012/10/3022:46 老师，我想请问一下，模拟题中为什么操作完全正确仍然会发生非正碰的情况？还有，调节平衡时上下两个转轴各是什么用呢？

篇3：硬币碰撞实验现象及解释

以下是硬币碰撞实验现象及解释:

实验一:取两枚一元的硬币A和B, 把B水平放置于桌面, 将其设置为被碰物.拿指头拨动A, 使其以较快的速度和B进行碰撞.该程序完成之后, 可发现当A处于静止状态后, B还会运动一段路程, 如图1所示.

实验一的原理解释:在两枚硬币发生碰撞的瞬间, 两者间产生的作用力比桌面摩擦力大得多, 两者动量守恒.硬币属于钢质合金类材质, 其碰撞前后并不会损失太多能量, 因此其总动能可视作固定值, 故这种碰撞又被称作完全弹性碰撞.假设硬币A和B的质量分别是mA与mB, 碰撞之前A速为v, 碰撞之后A和B的速度分别是vA和vB, 并将A碰撞之前的方向设置为正 方向 , 则动量守 恒定律为mAv=mAvA+mBvB. 根据能量守恒定律可得到12mAv2=12mAvA2+12mBvB2, 最终可得到vA和vB的值, 分别是mA-mB/mA+mBv与2mA/mA+mBv.根据上述式子可知, 如果mB大于mA, 则vA是负值 (碰撞之后A的前进方向和之前相反) .如果mB和mA相等, 则vA为零, 且vB=v, 即碰撞之后A和B交换速度.而如果mA大于mB, 则vA是正值 (碰撞之后A的前进方向和之前相同) .

实验二的原理解释:由于B和C之间存在着微小缝隙, 因此由三者同时作用的方式, 转变成先后作用.和实验一相似, A和B之间同样属于完全弹性碰撞, 而当B静止之后, C可获得向前速度v.

实验三:取三枚一元的硬币A、B和C, 把C水平放置于桌面, 将其设置为被碰物, 而A和B则紧靠一起.拿两个指头同时拨动A和B, 使其以较快的速度朝着C进行碰撞.但是, 在碰撞的过程中, 应保证A和B始终靠在一起. 该程序完成之后, 可发现当A处于静止状态时, B和C还会运动一段路程, 且其运动速度保持一致, 如图3所示.

实验三的原理解释:由于A和B之间存在着微小缝隙, 因此需改变三者同时作用的方式, 转变成先后作用.当B和C碰撞之后, B会停止运动并处于静止状态, C则可以获得向前速度;而当A和B碰撞之后, A会停止运动并处于静止状态, B可获得向前速度v.由此可见, 三者发生碰撞之后, A会处于静止状态, 而B和C还会运动一段路程.

实验四:取两枚硬币, 分别是一元的硬币A和一角的硬币B, 把A水平放置于桌面, 将其设置为被碰物.拿指头拨动B, 使其以较快的速度和A进行碰撞.该程序完成之后, A可获得向前速度v, B则会被较小的速度反弹出去, 如图4所示.

实验四的原理解释:假设硬币A和B的质量分别是mA与mB, 碰撞之前B速为v, 碰撞之后A、B的速度分别是vA和vB, 而mB小于mA, 因此两者碰撞之后, 和碰撞之前对比, B的速度方向明显相反.

在高中物理学习过程中, 通过各种物理实验的有效实践, 不仅能够从中感受到物理实验所带来的乐趣, 还能从中学到各种物理知识与物理规律. 不但如此, 在进行物理实验操作的过程当中, 能有效调动起同学们的求知欲望和实践欲望, 对于提高自身物理成绩具有积极的意义.

参考文献

[1]姜志进.158AGe V/c Pb-Pb碰撞中的J/Ψ反常抑制现象研究[J].原子核物理评论.2011.28 (4) :404-407

[2]鲁建全等.硬币碰撞实验现象及解释[J].物理教师.2012.33 (8) :45-47

篇4：碰撞打靶实验

针对此问题，笔者在教学过程中引导学生做如下分析，让学生真正弄清楚三个落点为什么会出现这样的位置关系，便于学生理解和记忆。

以上分析对多数学生来讲并不困难，在教学过程中，教师应该引导学生发现问题，培养学生提出问题的能力，并能利用相关的物理知识解决问题，让学生在学习过程中多观察，多思考，能主动地去思考物理问题，而不是老师怎么教，学生就怎么学，这样才有利于学生的能力培养。

（作者单位：云南师大附中）

在实验《验证碰撞中的动量守恒》中，笔者在教学过程中发现，学生对不碰撞时入射球的落点P、碰撞后入射球A的落点M以及碰撞后被碰球的落点N三者的位置关系不太容易理解和接受，多数学生认为，既然碰撞后A、B两球的动量之和等于碰撞前A球的动量，那么碰撞后A、B两球的落点都应该比不碰撞时的落点更近一些，即下图中的M、N两点都应该在P点左侧。

针对此问题，笔者在教学过程中引导学生做如下分析，让学生真正弄清楚三个落点为什么会出现这样的位置关系，便于学生理解和记忆。

以上分析对多数学生来讲并不困难，在教学过程中，教师应该引导学生发现问题，培养学生提出问题的能力，并能利用相关的物理知识解决问题，让学生在学习过程中多观察，多思考，能主动地去思考物理问题，而不是老师怎么教，学生就怎么学，这样才有利于学生的能力培养。

（作者单位：云南师大附中）

在实验《验证碰撞中的动量守恒》中，笔者在教学过程中发现，学生对不碰撞时入射球的落点P、碰撞后入射球A的落点M以及碰撞后被碰球的落点N三者的位置关系不太容易理解和接受，多数学生认为，既然碰撞后A、B两球的动量之和等于碰撞前A球的动量，那么碰撞后A、B两球的落点都应该比不碰撞时的落点更近一些，即下图中的M、N两点都应该在P点左侧。

针对此问题，笔者在教学过程中引导学生做如下分析，让学生真正弄清楚三个落点为什么会出现这样的位置关系，便于学生理解和记忆。

以上分析对多数学生来讲并不困难，在教学过程中，教师应该引导学生发现问题，培养学生提出问题的能力，并能利用相关的物理知识解决问题，让学生在学习过程中多观察，多思考，能主动地去思考物理问题，而不是老师怎么教，学生就怎么学，这样才有利于学生的能力培养。

篇5：超弹性碰撞实验最佳工作条件分析

超弹性碰撞实验最佳工作条件分析

超弹性碰撞演示实验是灵活运用大学物理知识的典型实验,本文对其最佳工作条件进行了分析,研究表明,当大球和小球的质量比为3时可以达到最佳的实验效果.

作 者：路峻岭 汪荣宝 LU Jun-ling WANG Rong-bao  作者单位：清华大学,物理系,北京,100084 刊 名：大学物理  PKU英文刊名：COLLEGE PHYSICS 年，卷(期)： 24(10) 分类号：O313.4 关键词：超弹性碰撞   动量守恒   能量守恒  

篇6：高速公路钢护栏改造碰撞实验研究

护栏改造方案的确定

目前, 对护栏改造研究的主要方法实车碰撞试验和有限元仿真分析。实车碰撞试验是综合评价汽车碰撞安全性能最直接、最有效的方法。但此类试验需要大型的实验场地以及成套的实验装置和数据采集系统, 要花费大量的人力、物力, 实验成本较高。并且为了优选满足标准要求的护栏方案需要进行多次实车碰撞试验, 研究往往要受到经济条件的限制。所以一般在实车碰撞之前先进行有限元仿真, 参考多次仿真的结果, 确定最终的护栏改造方案, 进行实车碰撞试验, 以降低研究成本。本项目护栏改造方案的确定亦遵循这样的步骤和原则。

汽车护栏碰撞是一个瞬态的大位移和大变形过程, 涉及几何、材料、接触状态等多重非线性, 并且碰撞过程涉及的参数较多, 所以汽车护栏碰撞仿真一般都采用先进的非线性动力学分析软件, 如Ls-dyna、pam-crash等。在本项目研究中, 我们利用Ls-dyna软件进行各种不同护栏方案的碰撞模拟。

经过多次碰撞仿真计算, 确定了最终的护栏改造方案, 如下图所示:

护栏改造的实车碰撞试验

模拟仿真虽然也具有较高可靠性, 但是毕竟还存在一定的误差, 为了确保护栏改造方案满足标准要求, 必须进行实车碰撞试验。实车碰撞试验有严格的实验要求以及成套的实验装置和数据采集系统, 为了保证实验的可靠性, 实车碰撞选在具有检测资质的北京昌平深华达试验场完成, 被试验护栏按照《高速公路护栏安全性能评价标准》 (JTG/T F83-01-2004) 的要求进行安装, 护栏立柱的安装位置、埋置深度等严格按沿海高速公路的现场情况设置, 保证与实际路况一致。

碰撞试验用大客车

本次试验采用的骊山牌大客车, 其长、宽、高分别为:9100mm、2490mm、2986mm。其它主要参数如表1所示。

在表1中需要说明的是:重心CG-X表示重心位置距离车辆前轴的距离;CG-Y表示重心位置偏离中心线的横向距离 (向左取正) ;CG-Z表示重心位置离地面高度。

客车护栏碰撞的主要参数

因为碰撞试验的目的是为了验证护栏改造方案是否满足标准要求, 所以客车护栏碰撞的主要参数均参考标准设定。

大客车碰撞结果

车辆碰撞护栏后, 无穿越、掉头、骑跨等现象发生, 车辆被安全导出;车辆碰撞护栏后左前角变形, 保险杠损坏, 行驶系统、制动系统、转向系统完好, 车架纵梁、前后桥完好, 车顶棚、轮胎完好;车辆内部座椅、配载等没有破坏, 车门能自由打开。如图3所示。

碰撞过程车辆行驶行驶轨迹如图4所示, 总体状况良好, 表明护栏对车辆进行了有效拦截和导向。

客车护栏碰撞过程中三个方向的加速度均小于20倍的重力加速度, 具体变化曲线如图5所示:

在碰撞过程中护栏最大动态变形量为561mm也满足小于1000mm的标准要求。

具体检测指标和相关结果如表3所示。

结论

综上所述, 可以得到在碰撞试验过程中, 改造后的护栏满足160KJ大客车碰撞试验的标准要求。

篇7：基因打靶“敲除”疾病

主任医师、教授、硕士、博士生导师。原解放军总医院病理科主任医师，现武警总医院肿瘤生物治疗科主任、病理科主任、纳米医学研究所所长。纪大夫撰写的“最易误诊的病”系列博文，通过病例分析普及疾病知识，对医生、患者认识疾病很有帮助。

2007年诺贝尔生理学或医学奖已经揭晓，由美国犹他大学医学院的马里奥·卡佩奇、英国卡迪夫大学医学院的马丁·伊文斯和北卡罗莱纳大学医学院的奥利弗·史密西斯三人赢得该奖项。获奖理由是他们用胚胎干细胞在小鼠特定的基因修饰技术中的重大发现，基因修饰技术主要是“基因打靶”技术。

他们三人获得2007年诺贝尔奖，早在人们的预测之中，因为他们做的工作已经在生物医学领域范围内多次获过奖。中国的一些学术期刊，也早已多次介绍过他们的研究工作，并邀请他们到中国做过学术报告，中国在相关领域内的研究者对他们并不陌生。

卡佩奇于1937年10月6日出生于意大利，他现在是美国公民，在战争蹂躏的第二次世界大战期间，4岁的他被迫与父母分开，流落街头。9 岁与家人团圆，他们很快转移到美国，在那里他开始了小学、中学、大学。

伊文斯（1941年）和史密西斯（1925年）都出生在英国。伊文斯是英国人，史密西斯目前是美国公民。卡佩奇的博士导师就是发现脱氧核糖核酸双螺旋结构之一的詹姆斯·沃森。1987年，卡佩西领导的研究小组根据同源重组的原理，实现了导入的外源基因的定点整合，这一技术亦称为“基因打靶”，并开发出了一种快速、便宜的用于诱导突变DNA序列的方法。伊文斯早在1970年就从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外培养成功，而人的胚胎干细胞的体外培养直到1999年才获得成功。

什么是“基因打靶”？

所谓基因打靶技术，简单地说就是人为的操纵基因的表达，也就是说在基因序列上加入或减去基因的技术。通过对基因片断的加加减减，达到预期的生物形状改变的结果。

基因打靶技术可以用来建立某种特定基因缺失的生物模型，从而进行相关的研究。这些模型可以是细胞，也可以是完整的动植物或微生物个体。最常见的是小鼠，家兔、猪、线虫、酵母等。还可以确定特定基因的性质以及研究它对机体的影响。

基因打靶能给我们带来什么？

无论是对了解疾病的根源或者是寻找基因治疗的靶目标，基因打靶技术都有重大的意义。如：它可提供廉价的异种移植器官。众所周知，器官来源稀少往往是人体器官移植的一大制约因素，而大量廉价的异种生物如猪等的器官却不能用于人体。这是因为异源生物的基因会产生一些能引起人体强烈免疫排斥的异源分子，如果能将产生这些异源分子的基因敲除，那么动物的器官将能用于人体的疾病治疗，这将为患者带来巨大的福音。再就是用于定向改造生物，培育新型生物提供了重要的技术支持。由此可见其潜在的巨大应用价值。

生物的多样性以及每一个生物的个性，都是由特定的基因表达所决定的，因此一旦我们能够人为地操纵基因的表达，对于人类的未来将是难以想象的结局（利与弊同存）。

是否可用于人体？

目前基因打靶技术已经在小鼠身上操作成功，已有一千多种人为的改变某一特定基因的小鼠模型做成了。但从小鼠过渡到人体，还需要一个漫长的时间，以往的研究证明，小鼠体内实验成功的治疗疾病的方法，难以在人体疾病的治疗上取得类似的效果。

虽然基因打靶技术已经在小鼠身上得到了理想的结果，但是在实验中却不断有新的发现，即改变某一特定基因后并没有像预见的那样出现效应，而是产生了未预见的一些结果，这就说明对基因表达的认识还仅仅是开始，其中还有更多的奥妙有待去发掘。

基因打靶技术在中国的不少实验室都已经在进行、应用之中，也不断有新的结果出现，相信随着诺贝尔奖的公布，自然会吸引更多的人力物力投入到这一新的技术应用的实践中去。

编者按：2007年10月，除了“基因打靶”技术研究者获诺贝尔奖外，还有一件大事与基因有关，那就是在我国诞生的全球首个黄种人基因图谱。

基因，这个科学名词已越来越频繁地进入到了我们生活中。基因科学的迅猛发展，给我们带来了无数美好的期待。

篇8：碰撞打靶实验

最近有个省中小学微课大赛活动,引起笔者的一点思考: 在课堂上,针对高中数学教学中一些操作性很强的知识点,如一元二次不等式的解法、裂项或错位相减法求数列和、基本不等式的运用等,能否制作成微课,以微型实验课的形式进行教学!

下面是笔者的一个尝试,以“含参数的一元二次不等式的解法”为例,做个教学对比.

这学期,笔者任教高一两个普通班的数学教学,学生的整体素质差别不大. 在都学习了一元二次不等式解法的基础上,先在一个班选择变式教学,给出例题及变式题组:

例解关于x的不等式: ( x - a) ( x - 2) > 0.

变式1: ( x - a) ( x - 2a) > 0.

变式: 2: ( x - 2) ( ax - 2) > 0.

变式: 3: ax2- ( 2a + 2) x + 4 > 0( 即变式2) .

( 过程: 讲解板书探讨小结( 含参不等式进行字母分类讨论的依据) 等( 略) )

另一个班没有讲这个例题及变式题组,首先观看微课“ax2+ bx + c > 0( a≠0) 的解法”( 事先精心编制) 然后提出要求,完成下面的任务: 1. 本节课的学习目的. 2. 解含参不等式方法. 3. 举例说明解含参不等式的过程. 4. 记录ax2+bx + c > 0( a≠0 ) 解法的探讨过程,形成板书 ( 解题步骤或流程) .

反馈练习:

解关于x的不等式: 1. x2- ( a + 1) x + a > 0; 2. a( x - 1)( x - 2) > 0; 3. ax2- x + 1 > 0.

反馈结果及思考:

1. 对 比

两个班对于同一教学任务进行不同的教学方法,课后做同样的反馈练习,效果是有所差异的. 变式法教学的班级,第1、2两题正确的人数较多,超过80% 且书写过程规范. 但是第3题有半数同学没做,做的人中完全对的只有几个人,大部分分类不清或不全.

微课实验法教学的班级,第1、2两题正确率接近80% ,其中少数同学书写有点混乱. 但是第3题做对的人数超过一半,正确率远远高于另一个班.

2. 分 析

变式教学法的班级,在反馈练习中第3题很多人不会或做错,笔者认为主要的原因是例题及变式中没有出现方程根不确定的情况. 这个问题其实在课堂上是有介绍的,在探讨和小结的环节也有说明,只是没有举例练习,学生印象不深. 学生在做反馈练习时只是模仿课堂上老师的板书示范,而没有真正思考和理解含参不等式的解法及步骤,对分类讨论的依据还是分辨不清的. 也就是变式或题组式课堂上,学生关注更多的可能只是变式的内容及教师的示范解答,而对于教师为什么设计这样的变式及解决变式( 题组)的基本方法和思想思考不足.

而在微课实验法教学中,学生首先观看微课,对如何解ax2+ bx + c > 0( a≠0) 类型的不等式有了初步的认识. 然后在动手操作部分,通过自己举例解不等式,可以进一步加深对解法及分类讨论的认识. 最后小结ax2+ bx + c > 0( a≠0)解法及流程,整个教学过程是一个尝试、摸索的过程,也是一个从特殊( 学生举例各不相同) 到一般的过程,学生从了解,操作感知再到自己总结,认知应该是深刻的. 从反馈的情况看,微课实验法教学效果是好一些,但是这里也有一些问题,如学生是否能全部参与,学生自己操作中规范书写等问题该如何解决,都还需要教师的调控和进一步的思考完善.

3. 反 思

以上这两种教学方式是没有好坏优劣之分的,但对于不同的教学内容可以针对具体情况选择使用,在实施课堂教学过程中还要更多关注细节,不断改进.

变式教学可以灵活多变,针对不同课型大致分为: 概念、定义变式,题目变式( 题组式即多题一解) ,方法变式( 一题多解) 等. 变式教学要想取得好的效果,离不开教师的精心设计,要求教师能够把握学情,深刻理解授课内容,有目的、有计划地对知识进行合理的转换,进行开放性思维的创新. 在具体操作上要兼顾变式题的基础性和层次性,不可“死搬硬套”、“一步到位”,否则反而会引起学生的混淆,混乱及畏难情绪,陷入别样的“题海”.

数学中的微型实验,是借助精心设计的微课教学片段,通过学生参与试验观察、思考、比较、动手操作与实践,体验一个知识的理解和掌握的过程. 进行微课试验可以优化和发展学生思维,提高课堂教学效益. 在实际操作中,要关注以下问题: 1教学内容是否适合实验操作的方式; 2相关内容的微课设计是否有效合理; 3教学中能否有效的进行课堂管理,学生参与程度如何; 4以实验的形式教学对学生动手操作能力要求较高,学生的能力不同,参与程度不同,对知识掌握的程度也会不同; 5课堂是一种开放的形式,学生不能得到很好的示范. 要想有效解决这些问题,还需要我们不断的思考和探究.

4. 建 议

变式教学或是数学实验教学不仅对老师提出了更高的要求,要不断思考和创新,对学生也提出了更高的要求. 换种方式说就是要求教师对学生进行有意识的培养,让学生主动接受和参与这样的教学形式,指导和教会学生自主进行有效的变式学习或是数学实验,把老师的教学方式逐步变成学生自己的学习方式.

5. 结束语

篇9：瞄准癌症打靶

什么是分子靶向治疗

顾名思义，“靶向治疗”就是“有的放矢”地治疗肿瘤，将肿瘤器官、细胞和分子作为“靶”，用一些药物或其他杀伤肿瘤细胞活性的物质作为“箭”，直接对准肿瘤这个“靶”，将其杀伤。这样，对正常细胞、组织或器官功能的影响就会较小，可以提高疗效、减少毒副作用。分子靶向治疗就是以肿瘤的分子作为“靶”，利用肿瘤细胞与正常细胞之间分子细胞生物学上的差异，采用阻断信号传导通路、抑制血管生成、封闭受体等方法，作用于肿瘤细胞的特定靶点，特异性地抑制肿瘤细胞的生长或促使肿瘤细胞“自杀”身亡。它是现代肿瘤治疗领域的突破性进展，代表了肿瘤生物治疗的最新发展方向。分子靶向治疗之所以受到密切关注，并引起研究者不断探究的兴趣，是因为它比传统的化疗具有更高的“针对性”，靶向治疗的药物通常是高度选择性地杀死肿瘤细胞，而不杀伤或很少损伤正常细胞。因此，其毒副反应小，效率高，患者容易接受，是今后肿瘤治疗的新趋势。

分子靶向治疗的进展

自20世纪80年代以来，随着医学研究和医学生物技术的发展、应用，特别是2000年人类基因组计划的突破，极大地推动了分子靶向治疗新药研究的进展，现在已经生产出了一些分子靶向药物，用于临床恶性肿瘤的治疗，揭开了肿瘤分子靶向治疗走上实用化的序幕。根据这些药物作用的分子靶点，可以将它分为以下3种类型：

以细胞信号转导通路为靶点的抗肿瘤药物

细胞内存在一个能调节细胞代谢、功能、增殖分化、凋亡和应激反应的信号转导系统。它们由能接受信号的特定受体、受体后的信号转导通路以及其作用的终端所组成。不同的信号转导通路之间具有相互联系和作用，形成复杂的网络。在正常的细胞中，这个网络系统的工作是非常有序的，每个分子都安分守己地“各司其职”，如果这个网络系统的有序性受外环境的干扰(如污染的空气、吸烟、外界压力等)和基因突变等因素的影响被打乱时，就会引起细胞发生变异，成为癌细胞。因此，如果能够找到一些药物，直接作用于引起细胞发生变异的分子，防止细胞信号转导通路发生变化，就可能阻止癌细胞的产生。

以肿瘤血管生成为靶点的抗肿瘤药物

肿瘤也像正常组织一样需要血管网络来提供氧气、养料，并及时清除代谢产物。恶性肿瘤往往有非常丰富的自身血管网，因此它生长很快，危害到正常组织。如果能够阻止恶性肿瘤血管的生长，就等于阻断了它的营养来源，肿瘤也就会自行消失了。因此，可以将肿瘤血管的生成作为抗肿瘤治疗的一个重要靶点。抗新生血管生成主要采用的策略是抑制基底膜降解，直接抑制内皮细胞增殖和抑制血管生长因子的活化。

以细胞周期调控为靶点的抗肿瘤药物 细胞就像人一样有生长周期，也有一套复杂和精细调控细胞周期的系统，这套系统控制着细胞的分化、生长和死亡。人类恶性肿瘤的分子特征是细胞周期的调节失控，导致癌细胞的无限“疯长”。目前已经发现了许多参与肿瘤细胞周期调控的分子靶点，这些分子靶点可以作为肿瘤治疗的基础。

面临的挑战

尽管进入21世纪以来，肿瘤的分子靶向治疗己取得了长足的进步，很多分子靶向药物已经在肿瘤的治疗上起到了极其重要的作用，但是，分子靶向治疗仍面临着诸多的挑战，主要表现在以下几方面： 策略上的缺陷 由于分子靶向治疗的“靶点”是分子，而忽视了对整个人体的治疗，在许多病理情况下，某一种生物大分子可能起了十分重要的作用，但它并非起绝对作用，引起恶性肿瘤产生的因素很多，并不局限于分子层次的变化。由于只从分子的角度考虑，结果使研制的药物或活性对治疗整体的肿瘤不够理想，或是使病人容易产生耐药性。同时，人与人之间有很大差异，即使患同一种癌症，用同样的分子靶向药物治疗，治疗效果也大不相同，有人有效，有人无效。也有很多患者在治疗初期有效，治疗一段时间后产生耐药性就无效了。所以，癌症的治疗不能单纯地寄托在分子靶向治疗上，而应根据具体情况，采用综合治疗。

分子靶向药物也有毒副作用

虽然分子靶向药物的毒副作用没有化疗药物大，但仍然存在过敏、心脏毒性、出现皮疹等不良反应，有的甚至十分严重，如注意不够或处理不当，也可危及患者的生命。

分子靶向药物昂贵

由于找出一种有效的分子靶向药物要经过大量的药物筛选和临床实验，在技术上要求是很高的，要花费大量的时间和经费，其中任何一步不通过就会前功尽弃。因此，任何一种分子靶向药物的研制费用十分高，造成其价格也十分昂贵，就拿治疗肺癌的易瑞沙来说，每粒就要500元，一个月的药费就是15000元，这是普通老百姓难以承受的。

尽管到目前为止，还没有找到一种可以完全根治癌症的分子靶向药物，但其优越性是不可抹煞的，它为肿瘤治疗开辟出一个新的天地。随着现代生物技术的发展，分子靶向治疗所面临的问题将得到逐步解决，在与其他方法的综合治疗下，相信消灭“癌症”这个恶魔对人类威胁的时间不远了。(文章代码：100705)