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验证动量守恒定律实验的探究


2 1 第 7期  0 1年 物理 通报  物理 实验教 学  验 证 动 量 守 恒 定 律 实 验 的 探 究  郝  详  ( 保定 外国语学校  河北 保定 0 10 ) 70 0  ( 收稿 日期 :0 1—0 21 2—2 ) 4  , = 1 2 5 g  n 6. 2   . 1 问题 的 引 出    表 1 实心钢 球 的测 量数 据    次数  通过时 间 / s 速度 / m?  ) m  ( s   平均速度 / m ? ) ( s   1   2   3   4   1.6 4 3  1.5 4 3  1.7 4 3  1.1 4 4  11 7 .o  11 8 .0  116 . 0  113 . 0  1 16 . 0  验证 “ 碰撞 中的 动量 守 恒 ”实 验 课 的分 组 实 验  中, 一位学生发现了问题 : 图 1 如 所示 中, 在等位板  处释放小球 口 去碰撞放在水平轨道 的另外 一个完  , 全相 同的小球 6 , 时 不能出现小球 口 静止 , 小球 b 获  得小球 口 速度 的情况. 为什么?   等位板  5   1. 7 4 3  1 16 . 0  实心 玻璃 球 的直径 d = 1.0m 质 量 i = 59  m, t   / / , 5 7   .1 8 g 表 2 实心玻 璃球 的 测量数 据    次数  通过时 间 /   ms 速度 / m ?  速度平均 / m ? ) ( s ( s   重锤   I   1   2   1. 1 4 3  1. 9 43  1. 7 4 4  1.9 4 3  1 4  4. 0 111 . 1  1 15 .O  10 9 .9   11 5 .0  1 0  .1 4 图 1   3   4   1 15 . 0  2 问题 的解释    5   为什 么 会 出现这 种 现 象 呢? 主要 是忽 略 了一 些  客 观 因素.   2 1 下落 过程 中的 能量 转化  .  观察 以上数据, 发现半径相 同、 质量不同的实心  小球 通过 水平 轨道 某 点 的速 度 基本 相 同 , 明运 动  说 的速度与小球 的质量无关. 实验得到 的小球速度 明   显小于用公式 ( ) 1 计算得 到的速度, 明公式 ( ) 说 1   在 此 处并 不适 用.   在传统的教学 中, 为小球在从等位板下滑到  认 水 平 轨道过 程 中, 果 忽 略 掉 摩 擦 力 做 功生 热 所 损  如 失 的能量外 , 球遵 循质 点 的机械 能守 恒定律 , 小 即  1   .   公式( ) 1 不适用的根本原因是小球在运动过程  中发生 了明显的转动 , 重力势能部分转变为转动动  能.   m h =- m   g  ̄ v -   厶  () 1  测 量 小 球 在 等 位 板 处 和 水 平 轨 道 上 的 高度 差  h =00 0m. 样就 可计算 出小球 在水平 轨道 上 运  .8  这 动 时 的速 度  =12  s .5m/.   实 际情况 如何 呢 ? 以通 过 实验取 得. 可   如 果考 虑小 球 的转动 动能 , 有  则 mg = 了 h 1 砌 2+   () 2  对 于实 心球体   ,  , .   分别选取实心小钢球 、 实心玻璃球作为研究对  象 , 电脑计时器 (OO 用 J2 l一4 ) c 分别测小球通过

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