2,实验二完全弹性碰撞实验之一(两个质点一动一静)
2020-08-10 11:06阅读:
2,实验二 完全弹性碰撞实验之一
(两个质点一动一静)
前言。先有定性认识然后才有定量认识,有了定性认识再给以定量认识,才能从数学上给以充分的佐证,物理学只有从数学上给以描述量及量的变化才能诠释生产生活。数学是物理学的灵魂。动量改变物体的运动状态,这一定性认识早已有了数学描述量及量的变化规律,这就是笛卡儿的动量转化定律和惠更斯的能量转化定律
动量转化定律
m1v10-m1v1=m2v2-m2v20
能量转化定律 1/2m1v102-1/2m1v12=1/2m2v22-1/2m2v202
笛卡儿给出动量转化定律时,这个定律就像一个二元一次方程,有无限组解,也就是说没有实际的意义。同时代的科学人重视这个定律,并在寻求解决其不足和致命
伤,多少年以后,在一次集会上,惠更斯声称找到了解决问题的另一半,这就是能量转化定律。两个定律组成二元方程组就可以描述量和量之间的变化规律。
那么,这两个定律是根据实验推导(发现)出来的么?这两个定律是经过实验检验正确的么?对于第二问,我查阅了一些书籍,自然是有限阅读,笛卡儿没有用实验来验证,我也没有看到惠更斯做实验的报告,甚至也没有看到自他们以后的后来者做实验来验证两个定律正确的报告。我说的是没有鲜明的标题和依照实验程序进行的实验,即没有意识自觉。
现在我们要做实验验证动量转化~能量转化定律是否正确。我们要向力学提供一个标准的实验模板,要让他们看到我们是怎样做实验的。关于动量转化~能量转化的实验要做四个,即一动一静碰撞实验,追及碰撞实验,相遇碰撞实验,另外还有一个在逻辑学指导现前因后果的实验。
一, 实验二 完全弹性碰撞实验(两个质点一动一静)
二,实验目的 用实验数据验证动量转化~能量转化定律之理论数据
三,实验器材 (1)、平滑场地,(2)水平仪1台,(3)天平1台,(4)测速仪4台,铁球2
个,铁 球a,质量m=(
)千克 ,铁球b,质量m=( )千克,
四,实验操作过程及现象描述:
(1),建立一个平滑场地,平面无限光滑,足够理想。打开水平仪,让水平仪的一条光线落在平滑场地,并确定A端和B端,A端和B端相距1至2米,在A自B方向确定C,D两点,C,D两点可适时调整,A,B,C,D四处安装测速仪;
(2),调准天平,测量铁球a铁球b的质量,将铁球a置放在A处,铁球b置放在B处,两球处于静止状态;
(3),开启测速仪;
(4),用手推动铁球a,持续,然后放手,铁球a沿AB线自A端向B端运动,放开手后,铁球a的运动是匀速直线运动,读取测速仪,V10=(
)米/秒,铁球b,V20=0米/秒,铁球a在B处与铁球b发生碰撞,之后,铁球a铁球b经过C,D点,再次读取测速仪,铁球a,V1=(
)米/秒,铁球b,V2=(
)米/秒;
(5),已知ma=( )千克,V10=(
) 米/秒,mb=( )千克,V20=(
)米/秒,根据动量转化~能量转化定律求得V1=( )米/秒,V2=(
)米/秒;
(6),比较理论计算数据和实验测量数据,印证。如果仅仅是误差,则说明实验验证动量转化~能量转化定律正确。
五,提高认识
实验测量数据与理论计算数据相符,胜过滔滔不绝的雄辩!
整个实验没有提到力,但物体的运动状态依然被改变了,且有确定的数学计量。这样的事实应该给人们清楚的观念,对于完全弹性碰撞来说,力被扫地出门。对于动量转化~能量转化定律来说,经典力学是这样来描述的,在合外力的条件下,两质点发生完全弹性碰撞,动量守恒,能量守恒。这里面插了一个合外力,言外之下还有一个内力,我们认为,无论外力内力都是罩在动量转化~能量转化上的“一件皇帝的新衣”,让真相大白于天下吧!