碰撞规律的研究
动量与动能分开计算，读懂碰撞中的传递与耗散。
比较气垫导轨上的粘合碰撞和弹性附件碰撞。前者对照碰前后动量与动能，后者从碰后速度比观察实际运动与理想弹性模型的差别。
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图 1 碰撞规律的研究：测量与计算主线
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从记录到物理量
重块 341.75 g、轻块 154.49 g；5 组粘合碰撞入射/共同速度、5 组弹性附件碰后速度，滑块 1 每组两次读数。
核心计算关系为：
$$ p_{\mathrm{in}}=m_1v_{10},\qquad p_{\mathrm{out}}=(m_1+m_2)v_{\mathrm c},\qquad E=\frac12mv^2. $$
粘合碰撞中两块共同运动，动能可以耗散而动量保持。弹性附件组采用碰后速度比，与质量给出的理想比值比较。
表 1 关键计算结果
| 物理量 | 计算值 | 单位 |
|---|---|---|
| 非弹性动量平均相对亏损 | 3.1943386 | % |
| 非弹性动能平均损失率 | 35.450723 | % |
| 理想粘合碰撞动能损失率 | 31.132113 | % |
粘合组平均动量亏损约 3.19%，平均动能损失约 35.45%。弹性附件组记录的是碰后速度，恢复系数的独立测量还需要对应的碰前速度；交互采用目标块初始静止的统一模型。
沿着图像理解结果
图 2 五组粘合碰撞观测换算的动量相对亏损
图 3 弹性附件组实测碰后速度比；滑块 1 采用同组两读数平均
完整记录、计算过程与结果讨论见实验报告。图中拟合与模型的物理含义可在 Notebook 中逐步计算。
在参数变化中继续探索
| 操作 | 参数范围与默认值 | 观察什么 |
|---|---|---|
| 恢复系数滑块 | 0–1，默认 1 | 固定两块质量和示例入射速度 71.02 cm/s，观察两块碰后速度如何分配。 |
在 HTML 中操作已有控件；在 Jupyter 或 Wolfram 中运行全部单元，可继续修改输入与计算。
在本机打开
环境安装见使用指南。在仓库根目录启动：
.\.venv\Scripts\python.exe -m jupyterlab experiments/course-01/collisions/notebooks/analysis.ipynb
Wolfram 安装独立包后，通过包入口打开 Notebook。将仓库路径改为本机路径：
PacletInstall["D:/general-physics-lab/notebook/paclets/CollisionsLab/dist/CollisionsLab-0.1.0.paclet"];
Needs["CollisionsLab`"];
CollisionsLab`OpenNotebook[]
数据与计算实现
| 内容 | 文件 |
|---|---|
| 弹性附件碰后速度 | elastic.csv |
| 粘合碰撞速度 | inelastic.csv |
| 单位、参数与模型条件 | experiment.json |
| Python 实现 | collisions.py |
| Wolfram 实现 | CollisionsLab.wl |