力是物体间的相互作用_力的相互作用小车

时间:2020-12-08 来源:科学探究与发现 点击:

  材料:

  取较厚重的铁板2块(长为35厘米,宽为22厘米),小轮子4个,橡皮垫

  2块。

  实验原理:

  1、当两个同学分别站在小车上后,并用力收拢绳子的时候,两小车便相向运动起来。用停表测出两小车运动的时间t,并分别量出它们通过的路程S1和S2,算出它们运动的加速度。再分别量出两个同学连同小车的质量ml和m2。便会发现它的加速度a1和a2跟它们的质量ml和m2成反比,但是方向相反。所以

  或mla1=-a2m2

  mla1=F1是一个小车所受到的拉力,a2m2=-F2是另一个小车所受到的拉力。由此得到

  F1=-F2

  由此说明,这两个同学互相作用的力是大小相等,方向相反的。这就得出了牛顿第三定律。

  2、动量守恒定律

  动量定理研究了一个物体受力作用一段时间后,物体的动量怎样变化.物体相互作用时,情况又怎样呢?选取两位同学,原来静止在小车上如图所示,不论谁推谁一下,两个人都会向相反的方向运动滑去,他们的动量都发生了变化,两个人本来都没有动量,现在都有了动量,他们的动量变化服从什么规律呢?现在来探讨一下这个规律.

  如图所示表示在水平桌面上匀速运动的两个球,质量分别是ml和m2,沿着同一直线向相同的方向运动,运动的速度分别是Vl和V2,而且V2>Vl,它们的总动量(两个物体的动量的矢量和)p=pl+p2=mlv1+m2v2,经过一定时间后,第二个球将追上第一个球,发生碰撞.碰撞后的速度分别是V1和V2,此时它们的总动量

  这两个球碰撞后的总动量与碰撞前的总动量有什么关系呢?

  没碰撞过程中第一个球和第二个球受到的平均作用力分别是F1和F2,力的作用时间是t.根据动量定理,第一个球受到的冲量第二个球受到的冲量是根据牛顿第三定律,F1和F2大小相等,方向相反.所以F1t=F2t,即

  p=p’

  现在我们讨论一下上式的适用条件.有相互作用的一组物体通常称为系统.中的两球在碰撞过程中就组成一个最简单的系统.系统中的每个物体既可以受到来自系统内部其他物体的作用力,也可以受到系统外部其他物体的作用力,前者叫做内力,后者叫做外力.中两球碰撞时的相互作用力就是内力.除了内力,两球都受到外力,即受到重力和支持力,但它们彼此平

  衡,因而两球所组成的系统所受的外力之和为零.系统不受外力,或者所受外力之和为零,是我们得出上式的前提条件.系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变.这个结论叫做动量守恒定律。

  注意事项:

  1.做这个实验时,要注意防止摔倒。

  2.这个实验族差较大,不容易得到准确的结果,因此实验时的地面要保持非常干。

  3.用后要揩净,表面涂凡土林,轴承处放些机油

  实验制作与方法:

  1.小车两端装有铁钩,其上还要装橡皮垫。

  2.铁板的下面要装四个轮子,分别安装在两根轴上,轮与轴之同有滚珠。

  两个相同的小车组成一套。

  3、两个小草平放在光滑的地面上相距的6-8米左右,令两个小孩分别站在这两个小车上,互相拉着一条绳子的时候,两小车便相向运动起来。用停表测出两小车运动的时间t,并分别量出它们通过的路程S1和S2,算出它们运动的加速度。再分别量出两个同学连同小车的质量ml和m2。

  4、测量可以是小组形式进行,分工负责,测量中始终要求认真仔细。

  制作者:杭州市艮山中学高中科技组

  指导者:陈欢庆

力是物体间的相互作用_力的相互作用小车

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