通過理論分析了鋼球水平撞擊細桿瞬間細桿的受力及該系統(tǒng)動量和角動量的變化情況,并設計實驗進行驗證。實驗中,利用PASCO數(shù)字化實驗采集裝置測得碰撞前后各時刻的鋼球位置和細桿的角位置,得到系統(tǒng)的動量和角動量變化情況;同時利用力傳感器測量了不同碰撞點情況下轉軸對細桿施加的約束力分力,以此為基礎,解釋了系統(tǒng)動量的變化規(guī)律。實驗結果與理論分析相吻合。 

【文章來源】：實驗室科學. 2019,22(02)

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與N隨d的變化關系曲線

表4轉軸約束力的水平分力N的測量數(shù)據(jù)表d(cm)η2=Δp/p0N(N)21．0029%8．929．0012%3．739．002．5%0．247．305．2%－1．756．208．5%－2．7從表4可知，N的大小隨著碰撞點d的不同發(fā)生明顯的變化，且其變化規(guī)律與η2相同。為了更直觀地看到N隨d的變化關系，以d=21．00cm處的理論值作為參考，對N測量值進行歸一化處理，得到圖5。從圖5中可知，N的實際測量曲線的變化趨勢與理論趨勢相吻合。圖5N隨d的變化關系曲線3結語本文研究鋼球和細桿組成的系統(tǒng)在碰撞過程中的動力學過程。從理論上研究了在碰撞過程中鋼球和細桿之間的沖擊力F和轉軸對細桿施加的水平約束力N隨d的變化規(guī)律，分析了系統(tǒng)動量及角動量在碰撞前后的變化情況。實驗上通過數(shù)字化實驗采集系統(tǒng)追蹤鋼球和細桿的位置，求得碰撞前后的角動量和動量，證明在任意碰撞點系統(tǒng)角動量守恒，而只有碰撞點在打擊中心處系統(tǒng)在水平方向的動量才守恒;通過力傳感器測量碰撞過程中N的大小，可得其變化規(guī)律與理論分析結果相吻合，即N的大小隨d的變化先減后增，當碰撞點位于打擊中心處，N趨于零。利用數(shù)字化實驗采集系統(tǒng)進行實驗測量，操作簡單，實驗結果直觀明了。對剛體轉軸處受力情況的研究具有一定的實用價值，在實際生活中具有借鑒意義。參考文獻(Ｒeferences):［1］李可．定軸轉動剛體的固有屬性［J］．山東教育學院學報，2010，25(2):90－92．［2］孫克�。P于剛體定軸轉動定律與角動量［J］．安慶師范學院學報(自然科學版)，1995(2):98．［3］郭長立，李三慶

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3250747