大學(xué)物理實驗牛頓擺實驗報告

.大學(xué)物理實驗

實驗名稱：牛頓擺實驗實驗?zāi)康模貉芯磕芰渴睾愫蛣恿渴睾銓嶒炂鞑模憾棠竟鲾?shù)根，細繩，玻璃球5個，膠水，剪刀實驗裝置：牛頓擺實驗最早是由法國物理學(xué)家伊丹·馬略特（EdmeMariotte）提出由簡單的五個質(zhì)量相同的小球，用懸線固定于支架上而成。又叫：牛頓擺球、動量守恒擺球、永動球、物理撞球、碰碰球等。實驗過程：當擺動最右側(cè)的球并在回擺時碰撞緊密排列的另外四個球，最左邊的球?qū)⒈粡棾觯H有最左邊的球被彈出。當然此過程也是可逆的，當擺動最左側(cè)的球撞擊其它球時，最右側(cè)的球會被彈出。當最右側(cè)的兩個球同時擺動并撞擊其他球時，最左側(cè)的兩個球會被彈出。同理相反方向同樣可行，并適用于更多的球，三個，四個，五個……。實驗原理：裝置最左邊的球得到動量并通過碰撞傳遞到右側(cè)并排懸掛的球上，動量在四個球中向右傳遞。當最右面的球無法將動量繼續(xù)傳遞的時候，被彈出。這是一系列彈性碰撞，其中并包含非彈性碰撞和動量。由于在碰撞中不存在其它力的影響，左側(cè)球的動量必須傳遞給右側(cè)靜止的球。右側(cè)的球被碰撞后具有相同的動量。被碰撞的球都具有向右的速度并有向右移動的趨勢，稱作動量守恒。碰撞前后的能量必須一致，此處忽略球的振動運動。實驗改進；牛頓擺實驗作為一個簡單而且經(jīng)典的研究動量以及能量守恒定律的實驗，一直沿用至今，實驗的特點在于其實驗器材簡單，易于制作，準備制作條件相對簡單。并且實驗現(xiàn)象明顯易于觀察，有利于實驗者更好的了解動量以及能量守恒的規(guī)律。但是實驗的不足之處在于該實驗不能很好的的用數(shù)據(jù)更加清晰的表達出動量以及能量守恒的關(guān)系，所以可以在對實驗裝置做出一定的改進，在不影響實驗便捷性的條件下加裝一定的測量裝置來測出一些列數(shù)據(jù)，以用數(shù)據(jù)來反應(yīng)實驗的情況，第二實驗存在著較大的誤差，例如空氣阻力，以及風(fēng)力，以及擺球的震動的能量損耗，影響實驗的最終數(shù)據(jù)。所以可以改進實驗用球，或改進實驗環(huán)境以盡可能減小是實驗可能的誤差。制作注意事項：1：由能量守恒可知我們必須保證五個擺球的質(zhì)量，大小，以及所使用的材料相同，否則無法達到預(yù)期的實驗效果。2：保證五個小球的懸掛高度，以及懸掛角度，以及小球的著力點必須相同，以保證在撞擊是盡可能的減少誤差，以便達到預(yù)期的實驗效果。3：所制作的裝置的外框架務(wù)必保證穩(wěn)定，以便防止在小球撞擊時由于外框架的晃動而產(chǎn)生的實驗誤差。制作過程：1：先通過書本以及網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料，充分了解有關(guān)牛頓擺實驗的，實驗?zāi)康?，實驗原理，實驗步驟，以及實驗的注意事項。通過小組成員的相互討論，交流加深對于牛頓擺實驗的理解，同時確定本組制作的方案，以及明確分工安排。并開始準備實驗所需的相關(guān)器材。2：將別將事先準備好短木棍打磨光滑，以保證裝置的穩(wěn)定性3：將打磨光滑的木棍通過膠水粘連成正方體的框架結(jié)構(gòu)，為保證裝置的耐久性和穩(wěn)定性，在每次粘連是都是木料之間充分的結(jié)合，使得粘連更加的牢固。4：在框架最頂端的2根木棍上分別用直尺等間距的做出標注，以保證繩子綁定點的正確，從而使得小球能夠恰好在裝置中。5：剪出同樣長度的5根細繩，以保證小球的高度相同，使細繩穿過小球分系在正方體頂部有對應(yīng)標注的木棍上，并適度調(diào)整是五個小球處于同一個平面上。6：對裝置做出整體的調(diào)整和檢查。 總結(jié)：在制作牛頓擺裝置的過程中出現(xiàn)了很多問題。比如：制作出來的牛頓擺在拉動第一個小球形成撞擊時其他幾個都會產(chǎn)生晃動，或者當拉動2個小球是整個裝置無法產(chǎn)生預(yù)期效果?；蛘弋敻嗟臅r候是小球發(fā)生不規(guī)則的晃動?？傊畷霈F(xiàn)一系列的各種問題，但是通過我們不斷的尋找原因，查閱資料以及我們之間的相互討論，這一系列的問題最終都得以解決。我們所做的牛頓擺實驗裝置雖然相對于其他實驗來說相對簡單，但是裝置的每一個零件都是由我們自己制作，每一個連接都由我們親手粘連，每一個細節(jié)都是我們自己去調(diào)試，每一個問題都是我們盡心去解決。這一套裝置傾注了我們?nèi)M的心血。整個制作過程對我們的動手能力有了很大的鍛煉，加深了我們對于物理實驗的理解。但是他也存在著許多的不足不如：外觀不夠美觀，結(jié)構(gòu)太過脆弱等問題。我相信在以后的實驗我么能夠更好的駕馭實驗，剛好的完成作品。