牛顿摆

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小朋友 让我们动起手来吧
实验目的
1.简单了解一下牛顿摆的运动规律 2.理解弹性碰撞中的能量守恒定律
1
器材准备和认知
2
如图所示,安装好牛顿摆实验 所需要的框架。
3
把棉线分成五等份剪开,然后分别穿过球上 的环在棉线的中间打死结。
4
反复调整校准五个球的位置,让它们保 持同一个高度和一条直线上才是到位。
牛顿摆实验
你知道吗?
牛顿摆是一个1960年代发明的桌面演示装置,五个质量相同的球 体由吊绳固定,彼此紧密排列。拨动一端的一个或者多个球来回 Leabharlann Baidu击,来回摆动。牛顿摆是由法国物理学家埃德姆·马略特167年 提出的。
动手做一做
那么牛顿摆的摆动有什么规律呢?包含什么原理?两端拨动一颗球 和多颗球,摆动有什么不一样呢?会一直摆动下去吗? 今天我们就通过做一个简单的牛顿摆实验来体会和认知一下!
牛顿摆又名牛顿摇篮,它是由若干个悬挂在框架上的小 球组成,小球之间要无缝隙,刚好接触。由于牛顿摇篮 演示的各种碰撞现象,源于牛顿力学的基本原理(动量 守恒、动能定理等),又因牛顿摇篮小球碰撞后摆动的 样子很像婴儿的摇篮在摆动,所以大家把这个实验道具 起了一个有趣的名字叫牛顿摇篮。
小朋友,再见
扣盖剪线:当五颗球固定在同一条直线上 了,将翻盖扣下,减去多余的线
一个简易的牛顿摆就制作完成了,拿起一端的 一颗铁球,然后释放,看看来回撞击的效果
注意:操作前都要让五 个小球保持静止状态。 当不用的时候,要用托 架把球固定住,以免线 绳缠绕
实验理解与总结:
在牛顿摆中,所有的球具有相等的质量,所以对于一对 发生碰撞的球来说,“运动”的球相对于“静止”的球 停止,而“静止”的球获得了另一个球所有的速度(因 此是所有的动量与能量)。如果两个球都发生了运动, 那么其中一个球就被指定为“静止”的参照系。两个完 全相同的弹性碰撞球之间的这种影响是牛顿摆运作的基 础。
在这种摆的经典模型中,位于一端的一个球可以撞击与其处于一直 线上的相邻的那个球,然而只有位于直线另一端的那个球才会移动, 其他的球都处于静止。量子牛顿摆中含有上百个原子,而不只是五 个球。这些原子不总是相互反弹,它们经常还会互相穿越,但其中 的物理本质同经典模型是一样的。另一个区别在于几乎所有的原子 自一开始就处于振荡状态,当然经典牛顿摆中也同样可以做到。
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