力学
牛顿摆
观察动量沿着球列传递到末端的球。
牛顿摆——交互式力学模拟。观察动量沿着球列传递到末端的球。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
牛顿摆
一排质量相等的小球通过近似弹性碰撞传递动量——末端小球摆起，其余几乎不动。
当末端小球撞击整排时，动量沿接触链传递。理想情况下，最后一个小球带走大部分动量，中间的小球几乎保持静止。
- 沿行方向动量守恒
- 几乎弹性接触
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
如果将第一个球拉回释放高度 h 并让它摆入该排，那么最后一个球飞出的速度有多快？
预测权重
- 远处的球离开时的速度与第一个球撞击时的速度大致相同。
- 远处的球离开得较慢，因为中间的球吸收了一些运动。
- 远处的球离开的速度比第一个球的撞击速度快。
可变角色
您设置的内容：
- 球质量 (kg)
- 释放高度 (m)
您测量的内容：
- 释放时势能 (J)
- 远球出球速度 (m/s)
调查如何进行
- 打开沙盒中的牛顿摇篮预设。
- 向外和向上拖动最左边的球以设置释放高度，然后读出它距离静止点有多高。
- 释放球并让它向下摆动到一排接触球中。观察哪些球从远端飞出，以及它们摆动的高度。
控制方程
重力势能 — PE = m·g·h
被拉起的球所储存的能量，等于其重量乘以你将它举高的高度——这正是释放后驱动整个连锁反应的能量来源。
动能 — KE = ½·m·v²
当释放的球向下摆动时，其存储的 PE 转换为 KE；在底部，KE 几乎完全通过碰撞链传递给远方的球。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于每一行，计算第一个球在到达其挥杆底部之前应具有的释放 PE (mgh) 和冲击力 KE（½mv²，使用测量的远速度 v）。这两种能量如何比较？
- 利用等质量链的动量和动能守恒，解释为什么远处的球以（大约）第一个球的撞击速度离开，而中间的球几乎不移动。
这在实验室之外的地方表现出来
- 为什么中间的球几乎一动不动，尽管碰撞产生的冲力穿过了每一个球？
- 在沙盒中，远方球的挥杆高度是否与您的出手高度一样高？间隙（如果有的话）告诉您碰撞的真实弹性有多大？
- AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
- AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Momentum & collisions
- NGSS High School Physics — Conservation of momentum
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- 欢迎学习牛顿摆
- 点击播放
- 选择第一个小球
- 动量沿排传递
- 打开数据
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。