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高斯炮实验
主讲人: 张泽民
极光组合
实验流程
实验处理
2
实验现象
1
实验结论
4
实验数据
3
实验原理分析
5
实验现象
A
钢球A从高处滚下撞击磁铁,然后钢球B以很快的速度沿图示方向飞出,改变出射和撞击钢球的数目,射出速度不同。
B
撞击钢球
出射钢球
实验处理
仪器: 光电计时器
具体方法: 将两光电门固定在一起间距为1cm,
记录小球穿过这一距离时的速度
一,探究撞击钢球相同条件的情况下出射钢球数目不同时飞出钢球的速度变化
二,出射钢球数不变,改变撞击钢球的个数,观察速度变化
实验数据
球个数
次数
3
4
5
6
7
一





二





三





四





五





均值





速度m/s





(通过的距离:1cm)
当出射钢球个数为2时,
撞击时出射钢球不能飞出
数目大于7时,速度越来越慢,甚至不飞出
数据一
球个数
次数
1
2
一


二


三


四


五


均值


速度
m/s


数据二
撞击钢球个数为三时出射钢球几乎不飞出
实验结论
1,存在钢球飞出时的最大速度,,数目大于4 时飞出速度很慢甚至不飞出。如图示:
3 4 5 6 7 出射个数
2,当出射钢球数目不变时,撞击钢球数目越多,飞出速度越慢,(几乎到两个时就不飞出)如图示:
1 2 3 4 撞击个数
原理分析
一,磁势能转化为机械能,碰撞传递机械能。
撞击钢球由于磁铁的吸引力加速在接触磁铁时有很大的动能,当与磁铁碰撞时引起磁铁的振动,从而引起与磁铁紧密接触着的钢球振动接着钢球间相互碰撞将能量传递给最后一个钢球,使最后的钢球在轨道上滚动一段距离(由于存在摩擦力)。
实验论证:碰撞传递机械能
1,操作:将出射钢球分离一段小距离,如图示:
结论:最后的钢球几乎不动
2,操作:将撞击钢球与磁铁分离不使其直接撞击,如图示
结论:最后的钢球几乎不动
实验论证:磁势能转换为机械能
1,操作:将撞击钢球换为玻璃球
结论:最后的钢球几乎不动
2017/7/3
间隔
用塑料膜将撞击钢球与磁铁分离
玻璃球
2017/7/3
二,磁极间斥力加速,发射钢球动能增大
与磁铁并排放置的钢球被磁铁磁化,其磁化极性如图所示:
( 钢球之间存在着斥力,钢球与磁铁之间存在着引力,由于磁铁的引力远大于钢球间的斥力,钢球与钢球之间还是保持紧密接触。)
当碰撞机械能传递至最后一个钢球,此钢球由于摩擦力的存在向前发生滚动,这样它的相对磁铁的极性发生改变,当与磁铁极性恰好相反时,钢球受到磁铁对它很强的斥力,从而加速获得很大的动能。
2017/7/3
N
S
N N N N N
S S S S S
N
S
N
S
S
N
磁铁的引力和钢球间的斥力
S S S S
N N N N
N
S
S
N
N
N
S
S
S
N
极性分析
极性分析
磁铁的斥力和钢球间的引力
钢球之间存在着斥力,钢球与磁铁之间存在着引力,由于磁铁的引力远大
于钢球间的斥力,钢球与钢球之间还是保持紧密接触。
极性与磁铁极性恰好相反时,钢球受到磁铁对它很强的斥力,从而加速获得很大的动能。