TWP-W211型 滾擺演示實驗儀

一、概述

演示實驗是教師在授課過程中實時地演示給學生看的實驗，它是物理教學的重要組成部分。演示實驗可以幫助學生加深理解教學內容，促使學生思考，培養學生依據物理原理解決實際問題的能力。它應該緊密配合教學，演示的物理現象明顯，操作起來簡便易行。

球擺演示實驗儀通過演示等質量彈性球的對心碰撞，讓學生了解對心彈性碰撞中的能量傳遞方式以及等質量擺球碰撞前後的能量變化規律。告訴學生兩個物理現象：1）在彈性碰撞的前後，係統的能量守恒，動量也守恒，角動量也守恒。2）參與對心彈性碰撞的兩球質量相同時，兩球相互交換速度。

二、儀器簡介

圖一 球擺演示實驗儀實物圖

三、技術指標

   擺球擺長70cm，擺球直徑7cm，擺球質量約1.5kg。

四、實驗項目

   演示等質量彈性球的對心碰撞。

球擺碰撞演示實驗

【實驗目的】

1. 演示等質量彈性球的對心碰撞。

2. 演示動量守恒與角動量守恒的區別及相關條件。

【實驗原理】

兩體碰撞是最常見的物理問題之一，其中最簡單、最基本的是兩球的對心碰撞問題。設兩彈性球的質量分別為m1、m2，碰撞前後的速度分別為v11、v21和v12、v22。由於在碰撞過程中，外力合力為0並且不做功，也沒有非保守內力做功。所以在碰撞過程中係統的動量和能量守恒，故有

由方程組可以解得

所以當m1＝m2時，v12＝v21，v22=v11。

   本實驗裝置為兩個等質量的彈性球，由上述分析可知，球擺碰撞演示實驗是利用碰撞過程中的能量守恒原理和動量守恒原理，演示出同等質量的擺球對心彈性碰撞之後出現速度交換的有趣現象。

【實驗操作】

   輕推起一個擺球至一定的高度，放手令其自由擺下與另一擺球碰撞，觀看碰撞前後兩擺球的運動狀態的變化。

【注意事項】

    推起一個擺球的啟動高度不要太高。