牛顿摆验证什么物理定律

❶ 牛顿摆算科学器材吗

牛顿摆是桌上玩具和教学工具，可演示能量守恒和动量守恒定律。当其中一个球被提起并释放时，它撞击随后的固定球，并通过一系列快速的能量传递，最后一个球被向外推动。
该设备用艾萨克·牛顿爵士（Isaac Newton）的名字命名，也被称为牛顿摆，牛顿摇杆，更随意地称为牛顿球。牛顿摆除了是优雅的装饰物外，还展示出两个非常重要的基本物理定律，即动量守恒定律和能量守恒定律。
摆被认为以牛顿命名，有两个原因。首先，可以从牛顿的第二运动定律（力=质量x加速度）中得出动量守恒定律，其次，作为对牛顿对物理学领域远比惠更斯和马里奥特贡献更大的颂歌。
多年来，牛顿摆进行了多次翻新。但是，基本轮廓保持不变并且非常简单。奇数个几乎彼此不接触的球（通常是五个或七个）被悬挂在木制或金属框架上。球通常由不锈钢制成，在极少数情况下，由钛制成。由于其良好的弹性和低廉的价格，不锈钢是构造球的理想选择。
每个球的特性（大小，重量，质量和密度）均相同，并使用两条等长的线悬挂。导线从框架的任一侧倾斜以与滚珠形成一个倒无底三角形。它们还有助于将摆锤的运动限制在与框架横杆平行的单个平面上。
牛顿摆的操作与其结构一样简单。当一端的球被抬起并释放时，它撞击随后的静止球并将所有能量传递给它。通过一系列令人难以置信的快速传递，能量被传递到另一个终端的球上，迫使球向上摆动。终端球升至等于第一个球的高度，然后掉落下来击中静止的球。现在，能量和运动都沿相反的方向进行，最终将第一个球再次推出。

❷ 牛顿摆的原理

牛顿摆原理假定各金属球是具有相同质量的质点。当一个质点撞击第二个质点，第一个质点的动量与能量立即转移到第二个上，如此进行下去，直到最后一个质点获得了动量与能量后弹出。即使两个或更多质点撞击球组，情况依然相同。但是，瞬间运动则需要无穷大的加速度并且质点质量为零。当一个运动着的球撞击静止的球，压缩波将在两个球中传递。

动量守恒。动量守恒定律表明在一个封闭系统中，给定方向的动量是恒定的。动量表示为：p=mv （p代表动量，m代表质量，v代表给定方向的速度）当小球甲撞击小球乙，它以特定的方向运动，例如从东向西运动。那意味着，它的动量（动量是矢量）也以从东向西的方向运动。任何小球运动方向上的改变将导致动量的改变，这只有在受到外力作用的情况下才能实现。那就是为什么小球甲不是简单地被小球乙弹开——它的动量将能量以从东向西的方向传递过所有的球。实际上，牛顿摆并不是一个封闭系统，金属球仍然受到重力的作用，会使小球弹开的速度减缓，直至停止（此时动量不守恒）。当最后一个球无法继续传递动量与能量，它就被弹开。当它运动到最高点时，它只蕴含势能，而动能减少到零，重力使它向下运动，循环再次开始。弹性碰撞与摩擦力。

当两个金属球碰撞时，弹性碰撞就会发生。在碰撞前后，所具有的动能不变。在理想状况下，即球只受到动量、能量与重力作用，所有的碰撞都是完美的弹性碰撞而牛顿摆的结构也是完美的，金属球将永远运动下去。但不可能存在完美的牛顿摆，因为其总会受到摩擦力的作用而使能量损耗。一部分摩擦力来自空气阻力，而主要的来自小球本身。所以牛顿摆中的碰撞并不是真正的弹性碰撞而是非弹性碰撞，因为碰撞后的动能比碰撞前的有所损失（摩擦力所致）。

但根据能量守恒定律，总能量保持不变。由于球的形变，组成球的分子间将动能转化为热能。小球发生振动，同时产生了牛顿摆标志性的清脆的碰撞声。

❸ 牛顿的万有引力定律是如何验证的

英国科学怪杰卡文迪许于1789年用他发明的扭秤，验证了牛顿复的万有引力定律的正确性，并测出了引力常量，卡文迪许的实验举猛结果跟现代测量结果是很接近的，它使得万有引力定律有了真正的实用价制值，卡文迪许也被人们称为第一个“能称出地球质量的人”。 牛顿的另一伟大贡献是他的万有引力定律，但是万有引力到底多大？18世纪末，英国科学家亨利·卡文迪许决定要找出这个引力。他将小金属球系在长为指颤6英尺（1英尺等于0.3048米）木棒的两边并用金属线悬吊起来，这个木棒就像哑铃一样。再将两个350磅（1磅等于0.4536千克）的铜球放在相当近的地方，以产生足够的引力让哑铃转动，并扭转金属线。然后唯答败用自制的仪器测量出微小的转动。测量结果惊人地准确，他测出了万有引力恒量的参数，万有引力常量约为G=6.67259x10^-11 (N·m^2 /kg^2)通常取G=6.67×10^-11（N·m^2/kg^2)，在此基础上卡文迪什计算地球的密度和质量。卡文迪什的计算结果是地球的质量为6.0 x10^24kg。

❹ 牛顿摆符合严格意义上的动量守恒吗

牛顿的定律在严薯耐姿格意义上动量的守恒定恒不变，数绝因为牛顿所提出一切物质在不受外界的亩念动力下永远保持匀速直线运动或静止的状态。

❺ 牛顿摆是利用了什么原理

牛顿摆可近似看做完全弹性碰撞。

在理想情况下，完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。如果两个碰撞小球的质量相等，联立动量守恒和能量守恒方程时可解得：两个小球碰撞后交换速度。

如果被碰撞的小球原来静止，则碰撞后该小球具有了与碰撞小球一样大小的速度，而碰撞小球则停止。多个小球碰撞时可以进行类似的分析。事实上，由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞，还会有能量的损失，所以最后小球还是要停下来。这也是牛顿摆的核心物理原理。

牛顿摆是一个1960年代发明的桌面演示装置，五个质量相同的球体由吊绳固定，彼此紧密排列。又叫：牛顿摆球、动量守恒摆球、永动球、物理台球、碰碰球等。

牛顿摆是由法国物理学家伊丹·马略特（Edme Mariotte）最早于1676年提出的。当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球，最左边的球将被弹出，并仅有最左边的球被弹出。

(5)牛顿摆验证什么物理定律扩展阅读

当两个金属球碰撞时，弹性碰撞就会发生。在碰撞前后，所具有的动能不变。在理想状况下，即球只受到动量、能量与重力作用，所有的碰撞都是完美的弹性碰撞而牛顿摆的结构也是完美的，金属球将永远运动下去。

但不可能存在完美的牛顿摆，因为其总会受到摩擦力的作用而使能量损耗。一部分摩擦力来自空气阻力，而主要的来自小球本身。所以牛顿摆中的碰撞并不是真正的弹性碰撞而是非弹性碰撞，因为碰撞后的动能比碰撞前的有所损失（摩擦力所致）。

但根据能量守恒定律，总能量保持不变。由于球的形变，组成球的分子间将动能转化为热能。小球发生振动，同时产生了牛顿摆标志性的清脆的碰撞声。

还有一类碰撞叫完全非弹性碰撞：碰撞过程中物体往往会发生形变，还会发热、发声。因此在一般情况下，碰撞过程中会有动能损失。如果碰撞后物体结合在一起，动能损失最大，这种碰撞叫做完全非弹性碰撞。

❻ 牛顿摆教具的目的

牛顿摆的意义：证明了动量守恒定律。表明在一个封乱搜老闭系统中，给漏亩定方向的动量是恒定的。牛顿哗升摆是一个19世纪60年代发明的桌面演示装置，五个质量相同的球体由吊绳固定，彼此紧密排列。又叫：牛顿摆球、动量守恒摆球、永动球、物理台球、碰碰球等。