大学物理演示实验报告
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【实验名称】弹性碰撞演示仪
【实验目的】
本实验用于演示正碰撞和动量守恒定律,形象地显现弹性碰撞的情形。
【实验原理】
根据动量守恒定律可知,如果正碰撞的两球,撞前速度分别为V10和V20,碰撞后的速度分别为V1和V2,质量分别为m1和m2.
则 (1)
由碰撞定律可知:(2)
若e=1时,则分离速度()等于接近速度()
解式(1)和式(2)可得:
(3)
(4)
若m1=m2=m;e=1则v1=0,v2=v10
即球1正碰球2时,球1静止,球2继续以V10的速度正碰球3,等等以此类推,实现动量的传递。【实验器材】
1、实验装置如实验原理图示:
1一底座 2—支架 3—钢球
4—拉线 5—调节螺丝
2、技术指标
钢球质量:m=7×0.2kg
直径:l=7×35mm
拉线长度:L=55Omm
【实验操作与现象】
l、将仪器置于水平桌面放好,调节螺丝,使七个钢球的球心在同一水平线上。
2、将一端的钢球拉起后,松手,则钢球正碰下一个钢球,末端的钢球弹起,继而,又碰下一个钢球,另一端的钢球弹起,循环不已,中间的五个钢球静止不动。但在一般情况下,两球碰撞时,总要损失一部分能量,故两端的钢球摆动的幅度将逐渐减弱。
【注意事项】
操作前一定将七个钢球的球心调至同一水平线上,否则现象不明显。
在理想情况下,物体碰撞后,形变能够恢复,不发热、发声,没有动能损失,这种碰撞称为弹性碰撞(elastic collision),又称完全弹性碰撞。真正的弹性碰撞只在分子、原子以及更小的微粒之间才会出现。生活中,硬质木球或钢球发生碰撞时,动能的损失很小,可以忽略不计,通常也将它们的碰撞看成弹性碰撞。碰撞时动量守恒。当两物体质量相同时,互换速度。
大型闪电盘(辉光盘)演示实验
【实验目的】:
观察平板晶体中的高压辉光放电现象。
【实验仪器】:大型闪电盘演示仪
图11 大型闪电盘演示仪
【实验原理】:
闪电盘是在两层玻璃盘中密封了涂有荧光材料的玻璃珠,玻璃珠充有稀薄的惰性气体(如氩气等)。控制器中有一块振荡电路板,通过电源变换器,将12V 低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。
通电后,振荡电路产生高频电压电场,由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产生紫外辐射,玻璃珠上的荧光材料受到紫外辐射激发二发出可见光,其颜色由玻璃珠上涂敷的荧光材料决定。由于电极上电压很高,故所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
【实验步骤】:
1.将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小;
2.插上220V电源,打开开关;
3.调高电位器,观察闪电盘上图像变化,当电压超过一定域值后,盘上出现闪光;
4.用手触摸玻璃表面,观察闪光随手指移动变化;
5.缓慢调低电位器到闪光恰好消失,对闪电盘拍手或说话,观察辉光岁声音的变化。
【注意事项】:
1.闪电盘为玻璃质地,注意轻拿轻放;
2.移动闪电盘时请勿在控制器上用力,避免控制器与盘面连接断裂;
3.闪电盘不可悬空吊挂。