文档介绍：大
学
物
理
实
验
学院:文理基础学院
成员:
班级: 13工6
实验名称:牛顿摆实验
实验目得:研究能量守恒与动量守恒
实验器材:短木棍数根,细绳,玻璃球5个,胶水,剪刀
实验装置:
牛顿摆实验最早就是由法国物理学家伊丹·马略特(Edme Mariotte) 提出由简单得五个质量相同得小球,用悬线固定于支架上而成。又叫:牛顿摆球、动量守恒摆球、永动球、物理撞球、碰碰球等。
实验过程:
当摆动最右侧得球并在回摆时碰撞紧密排列得另外四个球,最左边得球将被弹出,并仅有最左边得球被弹出。当然此过程也就是可逆得,当摆动最左侧得球撞击其它球时,最右侧得球会被弹出。当最右侧得两个球同时摆动并撞击其她球时,最左侧得两个球会被弹出。同理相反方向同样可行,并适用于更多得球,三个,四个,五个……。
实验原理:
装置最左边得球得到动量并通过碰撞传递到右侧并排悬挂得球上,动量在四个球中向右传递。当最右面得球无法将动量继续传递得时候,被弹出。这就是一系列弹性碰撞,其中并包含非弹性碰撞与动量。由于在碰撞中不存在其它力得影响,左侧球得动量必须传递给右侧静止得球。右侧得球被碰撞后具有相同得动量。被碰撞得球都具有向右得速度并有向右移动得趋势,称作动量守恒。碰撞前后得能量必须一致,此处忽略球得振动运动。
实验改进;
牛顿摆实验作为一个简单而且经典得研究动量以及能量守恒定律得实验,一直沿用至今,实验得特点在于其实验器材简单,易于制作,准备制作条件相对简单。并且实验现象明显易于观察,有利于实验者更好得了解动量以及能量守恒得规律。但就是实验得不足之处在于该实验不能很好得得用数据更加清晰得表达出动量以及能量守恒得关系,所以可以在对实验装置做出一定得改进,在不影响实验便捷性得条件下加装一定得测量装置来测出一些列数据,以用数据来反应实验得情况,第二实验存在着较大得误差,例如空气阻力,以及风力,以及摆球得震动得能量损耗,影响实验得最终数据。所以可以改进实验用球,或改进实验环境以尽可能减小就是实验可能得误差。
制作注意事项:
1:由能量守恒可知我们必须保证五个摆球得质量,大小,以及所使用得材料相同,否则无法达到预期得实验效果。
2:保证五个小球得悬挂高度,以及悬挂角度,以及小球得着力点必须相同,以保证在撞击就是尽可能得减少误差,以便达到预期得实验效果。
3:所制作得装置得外框架务必保证稳定,以便防止在小球撞击时由于外框架得晃动而产生得实验误差。
制作过程:
1:先通过书本以及网络查阅相关资料,充分了解有关牛顿摆实验得,实验目得,实验原理,实验步骤,以及实验得注意事项。通过小组成员得相互讨论,交流加深对于牛顿摆实验得理解,同时确定本组制作得方案,以及明确分工安排。并开始准备实验所需得相关器材。
2:将别将事先准备好短木棍打磨光滑,以保证装置得稳定性
3:将打磨光滑得木棍通过胶水粘连成正方体得框架结构,为保证装置得耐久性与稳定性,在每次粘连就是都就是木料之间充分得结合,使得粘连更加得牢固。
4:在框架最顶端得2根木棍上分别用直尺等间距得做出标