用胶带圈自由落体测重力加速度及其他

用胶带圈自由落体测重力加速度及其他

用自由落体测量重力加速度,规范而严肃的实验室器材是使用光电门、激光器等器材。这些器材,高中学生在家里是不易得到的。容易得到的,且是能够以自由落体为原理进行测量和研究的,是生活器物、学习用品等。

这里使用的是胶带圈,胶带用过后内部的塑料圈,宽度大约12mm,直径大约25mm左右。

记录下胶带圈的频闪照片,然后计算重力加速度,发现下落大约60-80cm之后,加速度已经相当明显地偏离。

把频闪照片引入几何画板,每相邻两段等时间的位移,都计算一下加速度,目的是为了观察加速度的变化规律。

把数据引入Excel,通过比例标尺折合成真实距离,并求瞬时速度。

引入Logger Pro 3(Excel数据拟合本领太有限了)里面,拟合,得到关系。

到几何画板里绘制函数,对导函数绘图,看到速度、加速度随时间的变化规律,最终胶带圈有一个大约8.6m/s的收尾速度(如果测量胶带圈质量,是可以研究研究作用截面与几何截面有多么的不同,对孩子们的头脑是真风暴,远超教材和练习册里腐朽的题

罪过

)。

结论:

  1. 如果用胶圈测重力加速度,下落高度以不超过80cm的起始段处理为宜;
  2. 实验可用来说收尾速度这件事;
  3. 拟合方程是直接用已知方程拟合的,能说明阻力与速度有关系。
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