赵元晟,高 渊,乐永康,原 媛

(复旦大学 物理学系,上海 200433)

碰撞过程动能损耗的定量分析

赵元晟,高 渊,乐永康,原 媛

(复旦大学 物理学系,上海 200433)

使用高速摄像机拍摄碰撞打靶实验中两球的运动过程，使用Tracker视频分析软件对撞球和被撞球的运动轨迹进行分析，得到了整个碰撞过程的具体数据及运动图像，进而定量分析了各个阶段的能量损失.

碰撞打靶；视频分析；能量损失；Tracker；Origin

碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞，两者区分的依据是：是否存在动能损耗. 实验上，动能损耗评定的一种办法是利用频闪照相分析照片中的物体运动轨迹得到物体在各处的即时速度[1]，但此方法的实验过程比较繁杂，在实验教学中使用越来越少了；另一种办法是通过类似碰撞打靶[2]这样的实验设计，从被碰物体运动轨迹的落点位置等信息来倒推碰撞后物体的运动速度，显然，这种间接法很难全面计入被碰物体在后续运动中的各种阻力、入射球在碰撞后的速度等对结果的影响.

近年来，Tracker等视频分析软件在实验教学中得到了越来越多的应用[3-6]. 利用Tracker可以将运动视频分解一帧一帧的图片，根据物体在每一帧画面中的位置和帧与帧之间时间间隔来确定物体运动的速度，进而为验证能量守恒或者动力学过程的动能损耗提供可能. ，学生可以通过智能手机在任何时间、任何地点拍摄实验视频，利用Tracker软件探究物体的运动过程等内容，有利于学生更扎实地掌握运……