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动量章学生居家实验总结和记录

 新用户5228KeDY 2022-05-14

1.以当前学生的信息技术素养,学习Tracker并不难;极短时间示范性教学,大部分人可操作。

2.实验器材会被挖掘得相当之多,能够得到多种情景的碰撞。例如苹果、桔子、纸巾包、乒乓球、胶球、硬币、瓶盖等。

这些器材之中,以圆形物体为佳,稍重一些的又佳,圆、扁、重最佳。

3.视频,以默认60帧帧率最佳,若使用慢镜头录制,则在碰撞附近时刻多分析几个关键帧,可抵抗插帧造成的偏差。录制视频时,务必固定住手机不要动。

4.引入动量概念时的碰撞实验,不宜使用两直尺作为轨道,第一增加了干扰变量,第二把动量的矢量性弄没了。就让它发生二维碰撞,但在实验前的引导语中指出来:尽量让两物发生一维碰撞。实验做出来,多非一维碰撞,则引导在入射方向上以速度的分量来分析。到此仍得出守恒量,在总结归纳出动量概念时,再回扣回来,效果相当优美。

5.若用慢镜头录制视频,两物碰撞前的距离不用很多,有一小距离即可,这时以匀速运动处理误差就更小了。另:Tracker能对数据子集进行线性拟合分析,但是操作非常不方便;由于Tracker能通过剪贴板与Excel交换数据,因此用Excel计算速度最为适合。

6.允许且认同没找到不变量的实验,为什么?还需要用这批数据研究质点系的动量定理。

以下是小伙伴们操作的几个比较有特点的过程和结果(以下多得到小伙伴们许可后记录在这里的。未标注姓名,寄几能认出来吧*^_^*):

图1 使用多个数据点计算,结果都自洽

图2 奇怪啊,不看数据、光看着都应该相等啊

图3 似乎发生了速度的互换

图4 只看追踪的标记点就成功了

图5 乒乓球也是可以的

图6 象棋子互相碰撞,想起来我也有啊

图7 仿照小伙伴的实验思路走下去

两个质量接近相等的象棋子碰撞,碰撞之前,速度为0.7581m/s,碰后静止,被碰的象棋子速度为0.6627m/s,我们看到了程度比较接近于完全弹性碰撞时的规律:交换速度。

据一些资料的记载,如果是玻璃珠子,将能得到相当优美的完全弹性碰撞的数据。可惜手上没有。

图8 两个棋子碰撞比较接近完全弹性碰撞

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