用硬币做物理实验.doc

用硬币做物理实验硬币是生活中常见的一种流通物，利用这随手可得的小小硬币可以做很多好玩的物理实验，下面给大家介绍三个利用硬币完成的三个有趣的物理实验。1. 硬币平衡实验：实验器材：数枚一元硬币实验步骤：先把两枚硬币叠放在一起，两枚硬币错开使上面的硬币尽量多的悬空；保持这两枚硬币的相对位置，在下面在放一枚硬币，使上面的硬币尽量的悬空而不掉落；按这种方法在往下加上更多硬币。如果叠的方法恰当，只需用四枚硬币，便可以使上端的硬币完全伸出桌面而奇迹般地保持平衡，如图1所示。 图 1现象分析：第一枚硬币的重心放在第二枚硬币的右边缘，这两枚硬币的重心在第三枚硬币的右边缘，这三枚硬币的重心在第四枚硬币的右边缘利用杠杆原理可以推出，如果每枚硬币的直径都是单位长度，那么n枚硬币可以伸出桌面(1+1/2+1/3+1/n)/2个单位的长度。叠放到第四枚可以伸出桌面的长度是1.04个单位长度，只要硬币数量足够多，硬币伸出桌面的长度就可以足够大，但是这个增长速度也非常缓慢20枚硬币只能伸出大约1.79887个单位的长度，1000枚硬币也只能伸出大约4.8938个单位的长度。个单位的长度。2.硬币碰撞试验实验器材：一把钢皮尺，数枚一元硬币。实验步骤：将钢皮尺放在光滑的水平玻璃上，将两枚硬币前后离开一段距离贴着尺放在玻璃上，用手指弹后面的一枚硬币使它去撞击前面一枚，结果后面的硬币停在撞击处，前面的硬币代替它向前运动一段距离。实验拓展1：将数枚相同的硬币一个紧挨着一个贴着尺放在玻璃上，再在这排硬币的后方放一枚硬币，用手指把这枚硬币弹向前面的一排硬币，结果这排硬币最前方的一枚被弹了出去。如图2所示。如果用手指弹射两枚硬币，结果是最前方的两枚被弹了出去。如果弹射三枚，则最前方的三枚被弹了出去。尝试的结果是手指弹出的硬币数总等于前方被弹出的硬币数。 图 2现象分析：两枚相同的一元硬币在发生对心正碰时满足动量守恒和机械能守恒，根据建立的动量守恒和机械能守恒方程解方程组，可知这两枚硬币将交换动量和动能。若是一枚硬币弹向前面的一排硬币，可视为动量和动能不断地发生交换，最终最后一枚硬币获得了与弹射弹币一样的动量和动能，被弹射出去。若是几枚硬币一起弹向前面的一排硬币，原理与上面相同，所以弹出的硬币数总等于前方被弹出的硬币数。3水浮硬币实验实验器材:数枚五分的硬币或铝镍合金的一角硬币（若用的是不锈钢的硬币，实验很难成功），水盆，清水，细铁丝，餐巾纸，蜡烛等。实验步骤： 取一只脸盆，盛满清水，用手指拿着一枚硬币水平地轻轻放入水面，使硬币浮在水面上(硬币应是干燥的，水是平静的，动作轻轻的)。如有困难，可用以下方法之一：（1）在硬币上抹点蜡或抹一点肥皂；（2）先将硬币放在吸水纸上，再把纸平放到水面上，然后戳掉薄纸；（3）做一个小铁圈，把硬币托放在上面，然后放入水中，小心翼翼地移去铁圈。用同样方法再放入两枚硬币。然后用手指轻轻拨动，或者用嘴轻轻吹气，使硬币逐渐靠拢。随着它们不断地靠近，最后紧挨在一起。如果用手轻轻拨动其中一枚，另一枚也跟随移动，似乎它们间存在某种相互吸引的力。现象分析：液体的表面是液、气的分界面，处于表面层的液体分子比较稀疏，分子间的相互作用表现为引力。在分子引力的作用下，使液体表面有如一张紧绷的弹性薄膜，液体表面上出现的弹力称为表面张力，表面张力有使液面具有收缩的趋势。实验用的硬币是用铝镍合金铸成的，它们浮于水面不下沉主要凭借水的表面张力。当硬币轻轻放在有如一张弹性薄膜的水面上，它受到重力、浮力及沿液面切线方向的表面张力的作用，如一角硬币的浮力和表面张力向上分力的合力能与重力达到平衡，硬币便能浮于水面。后放的硬币在水的表面张力作用下迫使它们向低凹处移动，这就是它们相互吸引的奥秘。用同样方法还可使更多硬币同时浮于水面，它们聚在一起，形成十分有趣的图案。图2为3枚硬币在水面上形成的图案。 图 3