對平拋運動演示實驗的一種改進
貴州省務川民族中學高二(4)班: 龔黔拉
平拋運動是高中物理學生實驗中極為重要的探究實驗之一。在這個實驗中,學生對平拋小球的兩個分運動的特點往往只能通過老師生硬的講解而記住,實驗往往不能很好地演示平拋運動的兩個分運動及其特點說明。我自制的實驗裝置可滿足上述要求,和同類平拋運動實驗器相比具有制作簡單、操作方便、實驗誤差小等優(yōu)點。
2、實驗模型:
根據(jù)平拋運動的原理,設計成如下的實驗模型:
(1)、兩個光滑斜槽,上下兩個斜槽完全相同,用來驗證水平方向上的分運動是勻速直線運動;
(2)、小鐵球A、B、C都用電磁鐵(三個電磁鐵都可以調(diào)節(jié)高度,并且吸住A、C兩個小球的兩個電磁鐵串聯(lián)接在同一個電源上,用一個電鍵控制電路的通斷)來控制,以達到A、C兩個鐵球同時從同一高度靜止下滑;
(3)、輕質(zhì)接觸式開關S是由輕薄的銅片做成,與小球A`接觸形成一個閉合回路。而開關S的位置要求是這樣的:當小球下滑與另一與A球完全相同放在水平斜槽末端的小球A`發(fā)生正碰,從而交換速度,同時斷開小球B的開關,小球B開始自由下落;
(4)、小球A`在斜槽水平末端、剛要下落時的高度與小球B處于同一高度。
3、實驗器材:
該實驗教具較易制作,其構(gòu)成為:一個普通的平拋演示器(只要底座和豎直板,在豎直板上帶上豎直和水平兩方向的刻度尺),兩個相同的斜槽,三個電磁鐵,三個小球,一只開關,兩個電源,鉛垂線一只。
4、演示方法
(1)、選取相同的實驗小球A和A`;
(2)、閉合開關,在上邊的兩個電磁鐵上各吸一個小鐵球,然后斷開開關,上面軌道上的小鐵球因電磁鐵失去磁性下滑,撞開小球A`,另一電磁鐵也失去磁性而使B球下落,即兩個小球同時下落,一個做平拋運動,另一個做自由落體運動。可以觀察到兩個小球同時落地,從而驗證了平拋運動的小球在豎直方向做自由落體運動;
(3)、閉合開關,在兩個斜面的電磁鐵上各吸一個小鐵球,然后斷開開關,可觀察到兩個斜面上的小球下滑到斜面末端時,一個做平拋運動,一個做勻速直線運動。當上邊的小球落地時,下邊的小球恰好同時到達上方小球的落地點。以此驗證平拋運動的小球在水平方向做勻速直線運動;
(4)、閉合開關,在3個電磁鐵上各吸一個小鐵球,然后斷開開關,可觀察到3個小球的運動情況和落地情況。
輔導教師:黃會
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