通過(guò)理論分析了鋼球水平撞擊細(xì)桿瞬間細(xì)桿的受力及該系統(tǒng)動(dòng)量和角動(dòng)量的變化情況,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)中,利用PASCO數(shù)字化實(shí)驗(yàn)采集裝置測(cè)得碰撞前后各時(shí)刻的鋼球位置和細(xì)桿的角位置,得到系統(tǒng)的動(dòng)量和角動(dòng)量變化情況;同時(shí)利用力傳感器測(cè)量了不同碰撞點(diǎn)情況下轉(zhuǎn)軸對(duì)細(xì)桿施加的約束力分力,以此為基礎(chǔ),解釋了系統(tǒng)動(dòng)量的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析相吻合。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2019,22(02)

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

與N隨d的變化關(guān)系曲線

表4轉(zhuǎn)軸約束力的水平分力N的測(cè)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(diǎn)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(guān)系，以d=21．00cm處的理論值作為參考，對(duì)N測(cè)量值進(jìn)行歸一化處理，得到圖5。從圖5中可知，N的實(shí)際測(cè)量曲線的變化趨勢(shì)與理論趨勢(shì)相吻合。圖5N隨d的變化關(guān)系曲線3結(jié)語(yǔ)本文研究鋼球和細(xì)桿組成的系統(tǒng)在碰撞過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。從理論上研究了在碰撞過(guò)程中鋼球和細(xì)桿之間的沖擊力F和轉(zhuǎn)軸對(duì)細(xì)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(dòng)量及角動(dòng)量在碰撞前后的變化情況。實(shí)驗(yàn)上通過(guò)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)采集系統(tǒng)追蹤鋼球和細(xì)桿的位置，求得碰撞前后的角動(dòng)量和動(dòng)量，證明在任意碰撞點(diǎn)系統(tǒng)角動(dòng)量守恒，而只有碰撞點(diǎn)在打擊中心處系統(tǒng)在水平方向的動(dòng)量才守恒;通過(guò)力傳感器測(cè)量碰撞過(guò)程中N的大小，可得其變化規(guī)律與理論分析結(jié)果相吻合，即N的大小隨d的變化先減后增，當(dāng)碰撞點(diǎn)位于打擊中心處，N趨于零。利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)采集系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀明了。對(duì)剛體轉(zhuǎn)軸處受力情況的研究具有一定的實(shí)用價(jià)值，在實(shí)際生活中具有借鑒意義。參考文獻(xiàn)(Ｒeferences):［1］李可．定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的固有屬性［J］．山東教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，25(2):90－92．［2］孫克恕．關(guān)于剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律與角動(dòng)量［J］．安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1995(2):98．［3］郭長(zhǎng)立，李三慶

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大學(xué)物理教材及教學(xué)應(yīng)重視剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角動(dòng)量與角速度的方向關(guān)系[J]. 周雨青.  物理與工程. 2016(02)
[2]剛體平動(dòng)和剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中力學(xué)問(wèn)題的對(duì)比研究[J]. 秦晨,張偉仁.  山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(04)
[3]定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中打擊中心位置分析[J]. 單會(huì)會(huì),史博,麻曉敏,陶宗明.  物理與工程. 2015(02)
[4]幾種形狀規(guī)則剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算[J]. 韓眾.  山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[5]剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)的誤差分析[J]. 鄧鋰強(qiáng).  實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2013(04)
[6]對(duì)幾種不常見(jiàn)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的研究[J]. 周瑞雪.  物理與工程. 2012(05)
[7]剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的質(zhì)量投影法[J]. 王永超.  大學(xué)物理. 2010(09)
[8]定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的固有屬性[J]. 李可.  山東教育學(xué)院學(xué)報(bào). 2010(02)
[9]木棒和子彈組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒問(wèn)題[J]. 王宗昌.  南陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(09)
[10]落體法測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法比較[J]. 郭長(zhǎng)立,李三慶.  力學(xué)與實(shí)踐. 2005(03)



本文編號(hào)：3250747