在光滑水平桌面上让两球发生真实的一维碰撞。分别采集碰撞前后两球的带符号速度，用独立计算与实时读数核验总动量，再比较不同恢复系数下总动能的变化。
学习目标
- 用带符号速度计算系统总动量
- 区分动量守恒与动能守恒
- 改变质量和恢复系数比较碰撞结果
实验器材
- 0.20 kg 蓝球与 0.30 kg 橙球，半径均相同
- 光滑水平桌面，蓝球初速 2.00 m/s、橙球静止
- 秒表、标尺、两球速度曲线、系统总动量和总动能读数
实验准备
- 两球球心在同一水平线上，角速度为零；桌面和两球摩擦系数均为零。
- 基准组两球的恢复系数均为 1；比较组保持蓝球为 1，只将橙球改为 0.50，得到接触恢复系数 0.50。
- 取向右为正，必须保留速度负号；碰撞发生在约 1.025 s，前后读数应避开这一瞬间。
操作步骤
记录碰前状态
开始后在约 0.80 s 暂停，记录两球实际质量与速度，计算初始总动量及总动能。确认橙球尚未被碰到。
记录弹性碰后状态
继续到约 1.50 s 暂停，记录蓝球反向速度与橙球速度。独立计算碰后 p、Eₖ，与实时系统读数和碰前结果比较。
比较非弹性碰撞
每次先点击“重置”，在初始状态修改一个条件，再点击“开始”；图表会在新一轮采样时替换上一轮曲线。 仅将橙球恢复系数改为 0.50，蓝球保持为 1，质量、初速度、初始位置均不变。重复碰前碰后测量，计算损失的动能，同时检查动量是否仍守恒。
检验不同质量
重置，将橙球质量设为 0.20 kg，两球恢复系数恢复为 1。重新运行，检查等质量弹性碰撞是否出现速度交换；再讨论质量不同为什么不应预期同样的交换结果。
观察与记录
- 记录表：m₁、m₂、碰前 u₁、u₂、碰后 v₁、v₂、碰前后总动量、碰前后总动能。
- 碰撞时速度曲线发生跳变；应比较跳变两侧的稳定速度，不从有限显示宽度推断实际接触持续时间。
- 总动量包含方向，总动能始终非负；不能用两个速率直接相加代替动量。
预期结果
- 基准弹性组碰后 v₁ = −0.40 m/s、v₂ = 1.60 m/s；总动量 0.40 kg·m/s、总动能 0.40 J 均保持不变。
- 蓝球恢复系数 1、橙球 0.50 时，碰后 v₁ = 0.20 m/s、v₂ = 1.20 m/s；总动量仍为 0.40 kg·m/s，总动能降为 0.22 J，损失 0.18 J。
- 两球均为 0.20 kg 且恢复系数为 1 时，碰后蓝球停止、橙球以 2.00 m/s 运动。
课堂讨论
- 蓝球反向运动后，它的动量应记正还是负？
- 动能减少是否意味着总动量一定不守恒？
- 怎样选择“碰前”和“碰后”读数，避免把碰撞过程中的数值混在一起？
模型与适用范围
- 理想接触用恢复系数概括形变损耗，未模拟声、热或材料变形的具体过程；动能损失不等于总能量消失。
- 只研究无摩擦的正碰。偏心碰撞、斜碰或桌面有摩擦时，需要额外分析角动量与外力冲量。
- 建议在 1.5 s 完成碰后读数，避免两球运动到可读区域之外。