力学演示实验(二) 1、向心力演示实验 2、动量守恒演示实验 3、动能势能演示实验
向心力演示实验
实验目的: 定性分析向心力公式 用途:向心力演示器通过 “转速比”、“向心力比”、“质量比”、“半径比”等演示实验可直接归纳出向心力公式,可演示:
结构和原理 仪器由机座、使动轮、变速盘、旋臂、弹簧、标尺及横臂等部件组成。 手摇转动论使变速盘转动,固定在变速盘上的旋臂和左右两只金属球也随着作圆周运动。金属球作用在横臂上,使横臂压缩变速盘中心的转轴弹簧,弹簧被压缩的格数可从标尺中读出,格数比便显示两金属球向心力大小之比。
结构和原理: 配两个钢球和一个铝球 1、两轮半径比为1∶1 钢球与铝球的质量比为2∶1 2r r 2、大小轮半径比为2∶1 3、大小轮半径比为3∶1
向心力的大小: F = mrω2 角速度一定时,向心力与半径成正比 F = mv2/r 线速度一定时,向心力与半径成反比
实验过程 m,一定 r1=2r2 r,一定 m1 =2 m2 m,r一定 1=2/2 结论: F r F m F F1=2F2 F1=F2/4 F1=2F2 结论: (1) m,一定时, F r (2) r,一定时, F m (3) m,r一定时, F 2 即:
入射小球 实验装置 被碰小球 白纸 复写纸
实验原理 用两个大小相同但质量不等的小球 的碰撞来验证动量守恒定律,设两个小 球的质量为m1和m2 : 碰撞前的总动量: P=m1v1 碰撞后的总动量: P=m1 v1´ +m2v2´ 做平抛运动的小球下落高度相同,飞行时间t 也就相同,它们飞行的水平距离 S=vt与小球开始做平抛运动的水平速度v成正比
把(1)、(2)、(3)代入并消去t后即可看到: P=m1 v1´ +m2v2´ OP =v1t (1) OM=v1´ t (2) ON = v2´t (3) 如果实验测出m1、m2、OP、 OM、ON满足以下关系: m1OP=m1OM+m2ON 把(1)、(2)、(3)代入并消去t后即可看到: P=m1 v1´ +m2v2´ O M P N
实验步骤 (1)测质量和直径; (2)按装置铺白纸和复写纸 (3)定O点 (4)找P点(重复多次,最小圆法) (5)找M点和N点(重复多次,最小圆法) (6)测量OP、OM、ON的长度并记录; (7)计算 m1OP和(m1OM+m2ON); (8)比较验证
注意事项 (1) 斜槽未端的切线要水平,以 保证小球作平抛运动; (2) 入射小球的质量要大于被碰 球的质量; (1) 斜槽未端的切线要水平,以 保证小球作平抛运动; (2) 入射小球的质量要大于被碰 球的质量; (3) 入射球在斜槽轨道上的释放 点每次都相同; (4) 白纸铺好后不能移动。
动能和势能的转化
教学目标 教学目标 1, 理解动能和重力势能的转化,能举例说明动能和重力势能的转化. 2, 理解动能和弹性势能的转化,能举例说明动能和弹性势能的转化. 3, 分析和解释实例,说明动能和势能的转化过程,动能、势能、机械能的变化情况. 4, 建立能量的概念,树立能量转化和守恒的观念,为后面学习能的转化和守恒大小基础. 5、通过分析生产和生活中的实例,养成学生理论联系实践的习惯和能力.