低成本实验 动量定理

发布 2022-09-14 13:38:28 阅读 4470

动量定理。

实验器材个鸡蛋、软垫(塑料软垫或棉花垫)、手帕(毛巾)、瓦片、铁锤**:

瓦碎蛋全。很多人都看过“重锤碎石”的气功表演。气功师平躺在布满铁钉的木板上,两名助手抬来一块沉重的石板压在气功师身上,又在石板上放上石块,然后一名助手抡起重锤向石块砸去,只见石块被砸得粉碎,而气功师却安然无恙。

这一个气功表演可以迁移到课堂上来。

在桌上放一块软垫(塑料软垫或棉花垫),其上放3个或4个鸡蛋,再把折叠两次的手帕(或4层手帕)盖在鸡蛋上,然后放一本书在盖鸡蛋的手帕上,书上叠放三块砖,最上面放一块瓦片,如图所示。实验时,用一个铁锤对准瓦片用力一击,可以看到,瓦片被砸得粉碎,而下面的鸡蛋却完好无损。

为什么瓦碎而蛋全呢?下面作一简要分析(暂不考虑铁锤和砖所受的重力的影响)。由于铁锤敲击前的速度v比较大,敲击后又十分迅速地变为静止,铁锤把自己的动量在很短的时间内传递给了瓦和砖的系统,根据动量定理,锤对瓦的作用力f=δ(mv)/δt是很大的,也就是锤对瓦有很大的平均冲击力。

这个冲击力足以使瓦片粉碎。对于下面的鸡蛋来说,由于砖与鸡蛋间垫的是比较软的材料,延长了相互作用的时间,使它们之间的冲击力减小,从而保全了鸡蛋。

冲量。实验器材:鸡蛋、布料。

**:巧用鸡蛋的物理实验李海军《教学仪器与实验》第24卷2024年第6期鸡蛋砸布墙。

鸡蛋那么脆弱,平时需要细心保护才不破。用鸡蛋去砸用布做的墙能行吗?演示时,让两名学生拉住布的四角,让其他的学生拿鸡蛋用力向墙上砸,墙下最好放置软垫或布的下面两个角要向上提起,形成一个皱折,防止鸡蛋从布上落到地上而摔碎。

在实验时,学生开始不敢用力,怕鸡蛋被扔烂。当他们发现用全力扔而鸡蛋仍不破时,都感到不可思议。这是由于鸡蛋的特殊结构,布与鸡蛋的接触面积较大,又加上布是悬着的,蛋与布的接触时间被拉长,根据冲量的知识,鸡蛋不会破。

反冲。实验器材:气球。

放气”的气球。

**:司南版《物理(必修1)》

司南版《物理(必修1)》中,有一个迷你实验,“放气”

的气球(如图所示)。气球是学生都非常熟悉的,“放气的气球”带来的乐趣也是许多学生体验过的。课堂上可以让几名学生到讲台将气球吹起,捏紧气球口后再突然松开,可以看到气球直朝前冲去,经过空中奇妙的运动后落到地面。

通过对气球“放气”时运动的研究,可以了解物体运动状态变化的原因,认识反冲运动,领悟火箭的飞行原理等。

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