力学

M-S1:双原子粒子

单位

质心

目的

说明质心在描述两个质量的振荡运动中的作用

设备

  1. 帕斯科1米轨道
  2. 用弹簧连接的两辆车
  3. CM记号笔，各种重量

建议

演示CM:

  1. 匀速运动，没有振荡
  2. CM静止时的振荡质量
  3. 组合运动1 & 2
  4. 可选:振荡与一个质量保持静止(频率如何变化?)
  5. 可选:重做3改变推车上的负载

讨论

Compressing the spring is a bit of a fine art; excessive compression will cause a deformation of the spring.

  1. 两车的弹簧联轴器
  2. 整个装置，在弹簧被压缩的瞬间，汽车就会振荡
  3. 马车的特写镜头，弹簧处于自然长度
  4. 左侧推车上多放1公斤，弹簧压紧
  5. 左侧推车上额外1公斤，弹簧拉伸

M-S2:沙袋

单位

质心

目的

展示CM如何简化运动的描述

设备

  1. 哑铃模型(两个不同大小和质量的球由一根刚性灯杆连接)或
  2. 用绳子连接的两个不相等的沙袋
  3. 厘米标记

建议

讨论CM的运动和相对于CM的运动

  1. 哑铃从休息中掉落
  2. 中心有一个质量的旋转
  3. 哑铃抛在空中旋转

讨论

对于情形1和情形3, 质心像弹丸一样运动，好像它是一个质量等于系统总质量的点粒子.

  1. 有CM标记的麻袋
  2. 将沙袋垂直放置
  3. 在飞行中，CM标记描绘了一条抛物线，两个麻袋围绕它旋转.

M-S3:五重摆

单位

弹性碰撞

目的

举例说明等质量弹性碰撞中的动量交换

设备

  1. 小五摆或
  2. 大型五重摆

建议

  1. 两个球碰撞(另一个球被拉到一边)
  2. 三个球的碰撞(三种可能)
  3. 四个球碰撞(五种可能性)
  4. 5个球碰撞(6种可能性)

讨论

Two equal masses colliding elastically exchange their linear momenta; if one is at rest before a collision, 第二个将在碰撞后处于静止状态. 涉及三个或更多球的碰撞可以通过考虑一系列双质量碰撞来理解. 

  1. 设备和装置
  2. 两个球，剩下的三个球藏起来了
  3. 在两个球之间的弹性碰撞之后
  4. 五球制:两个球准备释放
  5. 五球制:碰撞后在4号
  6. 两个从相反方向释放的球, 碰撞后, 中间有一个固定的球.

M-S4:碰撞车

单位

线性动量

目的

测试弹性和完全非弹性碰撞的动量和动能守恒

设备

  1. 两辆帕斯科汽车
  2. 1米帕斯科赛道
  3. 配件(end-stops...)
  4. 各种各样的权重

建议

  1. 完全非弹性碰撞，质量相等
  2. 完全非弹性碰撞，质量不等
  3. 弹性碰撞，质量相等
  4. 弹性碰撞，不等质量

讨论

为了防止非弹性碰撞，两辆车的魔术贴两端应该面向对方. 后, 把两辆车转过来，它们将面对彼此，它们的磁铁两端允许弹性碰撞. 

  1. 在非弹性碰撞之前，质量相等
  2. 在非弹性碰撞之后，质量相等
  3. 在弹性碰撞之前，质量相等
  4. 在弹性碰撞之前，质量相等
  5. 在弹性碰撞之后，质量相等
  6. 弹性碰撞，不等质量
回到顶部