动量守恒定律的验证精.ppt

动量守恒定律的验证第1页，本讲稿共14页【实验目的实验目的】1 1、学习微小长度变化的测量方法；、学习微小长度变化的测量方法；2 2、测定钢丝样品的杨氏模量。、测定钢丝样品的杨氏模量。第2页，本讲稿共14页【实验仪器实验仪器】杨氏模量装置一套、米尺、千分尺。杨氏模量装置一套、米尺、千分尺。第3页，本讲稿共14页【实验原理实验原理】任何弹性物体在外力作用下都会发生形变。任何弹性物体在外力作用下都会发生形变。任何弹性物体在外力作用下都会发生形变。任何弹性物体在外力作用下都会发生形变。一长度为一长度为一长度为一长度为 、横截面积为、横截面积为、横截面积为、横截面积为 的均匀金属丝，的均匀金属丝，的均匀金属丝，的均匀金属丝，在受到沿长度方向上的外力在受到沿长度方向上的外力在受到沿长度方向上的外力在受到沿长度方向上的外力 作用时，伸长作用时，伸长作用时，伸长作用时，伸长量为量为量为量为 ，在弹性形变的限度内，根据胡克，在弹性形变的限度内，根据胡克，在弹性形变的限度内，根据胡克，在弹性形变的限度内，根据胡克 定律，其受到的拉伸应力定律，其受到的拉伸应力定律，其受到的拉伸应力定律，其受到的拉伸应力 与伸长的应变与伸长的应变与伸长的应变与伸长的应变 成正成正成正成正比，即比，即比，即比，即:(1)比例系数比例系数比例系数比例系数称为该金属的杨氏模量。称为该金属的杨氏模量。称为该金属的杨氏模量。称为该金属的杨氏模量。第4页，本讲稿共14页又设金属丝直径为又设金属丝直径为又设金属丝直径为又设金属丝直径为 ，则，则，则，则 ，代入（代入（代入（代入（1 1 1 1）式得）式得）式得）式得:(2)其中，其中，其中，其中，是一个微小量。是一个微小量。是一个微小量。是一个微小量。采用放大法，用光杠杆来测量。采用放大法，用光杠杆来测量。采用放大法，用光杠杆来测量。采用放大法，用光杠杆来测量。第5页，本讲稿共14页光杠杆原理图光杠杆原理图第6页，本讲稿共14页 一个直立的平面镜装在三足底板的一端，一个直立的平面镜装在三足底板的一端，一个直立的平面镜装在三足底板的一端，一个直立的平面镜装在三足底板的一端，三足尖三足尖三足尖三足尖 构成等腰三角形。构成等腰三角形。构成等腰三角形。构成等腰三角形。至至至至 的垂线长为的垂线长为的垂线长为的垂线长为 ，并以前足，并以前足，并以前足，并以前足 为光点转轴，为光点转轴，为光点转轴，为光点转轴，后足后足后足后足 的高低若发生微小的变化，通过平面的高低若发生微小的变化，通过平面的高低若发生微小的变化，通过平面的高低若发生微小的变化，通过平面镜反射，经较长的光程作为杠杆指示反映在镜反射，经较长的光程作为杠杆指示反映在镜反射，经较长的光程作为杠杆指示反映在镜反射，经较长的光程作为杠杆指示反映在标尺上。标尺上。标尺上。标尺上。第7页，本讲稿共14页 先调节平面镜的法线水平，镜尺与平面镜先调节平面镜的法线水平，镜尺与平面镜先调节平面镜的法线水平，镜尺与平面镜先调节平面镜的法线水平，镜尺与平面镜 距离为距离为距离为距离为 。望远镜水平对准平面镜，从望。望远镜水平对准平面镜，从望。望远镜水平对准平面镜，从望。望远镜水平对准平面镜，从望 远镜中可以看到竖尺由平面镜反射的像，远镜中可以看到竖尺由平面镜反射的像，远镜中可以看到竖尺由平面镜反射的像，远镜中可以看到竖尺由平面镜反射的像，望远镜中的叉丝对准竖尺某一刻度线进行望远镜中的叉丝对准竖尺某一刻度线进行望远镜中的叉丝对准竖尺某一刻度线进行望远镜中的叉丝对准竖尺某一刻度线进行 读数读数读数读数 ，如果加砝码（，如果加砝码（，如果加砝码（，如果加砝码（）后被测）后被测）后被测）后被测 物体向下的位移为物体向下的位移为物体向下的位移为物体向下的位移为 ，光杠杆后足也随之，光杠杆后足也随之，光杠杆后足也随之，光杠杆后足也随之 下降下降下降下降 ，使平面镜微微仰起，于是，使平面镜微微仰起，于是，使平面镜微微仰起，于是，使平面镜微微仰起，于是 以以以以 为轴，以为轴，以为轴，以为轴，以 为半径旋转角为半径旋转角为半径旋转角为半径旋转角 。因为，。因为，。因为，。因为，所以角所以角所以角所以角 较小，有较小，有较小，有较小，有第8页，本讲稿共14页 望远镜中叉丝原来对准竖尺上的刻度为望远镜中叉丝原来对准竖尺上的刻度为望远镜中叉丝原来对准竖尺上的刻度为望远镜中叉丝原来对准竖尺上的刻度为 。平面镜移动后，根据光的反射定律，镜面旋平面镜移动后，根据光的反射定律，镜面旋平面镜移动后，根据光的反射定律，镜面旋平面镜移动后，根据光的反射定律，镜面旋 转转转转 角，反射线将旋转角，反射线将旋转角，反射线将旋转角，反射线将旋转 2 2 角，这时叉丝对准角，这时叉丝对准角，这时叉丝对准角，这时叉丝对准 的新刻度为的新刻度为的新刻度为的新刻度为 ，当，当，当，当 ，有：，有：，有：，有：所以，所以，所以，所以，(3)第9页，本讲稿共14页（2 2 2 2）（）（）（）（3 3 3 3）两式联立，可得：）两式联立，可得：）两式联立，可得：）两式联立，可得：第10页，本讲稿共14页【实验内容实验内容】1 1 1 1、安置好光杠杆及尺读望远镜并调节好，、安置好光杠杆及尺读望远镜并调节好，、安置好光杠杆及尺读望远镜并调节好，、安置好光杠杆及尺读望远镜并调节好，从望远镜中能清晰地看到直尺的像并选则从望远镜中能清晰地看到直尺的像并选则从望远镜中能清晰地看到直尺的像并选则从望远镜中能清晰地看到直尺的像并选则好好好好 的值的值的值的值。2 2、逐次增加一定质量的砝码，至少加六、逐次增加一定质量的砝码，至少加六、逐次增加一定质量的砝码，至少加六、逐次增加一定质量的砝码，至少加六次砝码，记录相应的望远镜中的读数次砝码，记录相应的望远镜中的读数次砝码，记录相应的望远镜中的读数次砝码，记录相应的望远镜中的读数 ，。3 3、依次减去六个砝码，记录相应的望远、依次减去六个砝码，记录相应的望远、依次减去六个砝码，记录相应的望远、依次减去六个砝码，记录相应的望远镜中的读数。镜中的读数。镜中的读数。镜中的读数。第11页，本讲稿共14页 4 4、选择合适的仪器测出、选择合适的仪器测出 ，和和 。测量。测量 时，可将光杠杆在纸上时，可将光杠杆在纸上压出三个足迹，再在测量其压出三个足迹，再在测量其 值。值。5 5、用逐差法求出钢丝的杨氏模量。、用逐差法求出钢丝的杨氏模量。第12页，本讲稿共14页【思考与讨论思考与讨论】1 1 1 1、本实验的各个长度量为什么要用不同的、本实验的各个长度量为什么要用不同的、本实验的各个长度量为什么要用不同的、本实验的各个长度量为什么要用不同的 测量仪器测量测量仪器测量测量仪器测量测量仪器测量?2 2、料相同，但粗细、长度不同的两根金属、料相同，但粗细、长度不同的两根金属、料相同，但粗细、长度不同的两根金属、料相同，但粗细、长度不同的两根金属 丝，它们的杨氏模量是否相同？丝，它们的杨氏模量是否相同？丝，它们的杨氏模量是否相同？丝，它们的杨氏模量是否相同？3 3 3 3、本实验为什么要求格外小心、防止有任、本实验为什么要求格外小心、防止有任、本实验为什么要求格外小心、防止有任、本实验为什么要求格外小心、防止有任 何碰动现象？何碰动现象？何碰动现象？何碰动现象？第13页，本讲稿共14页再见！第14页，本讲稿共14页