如何用速度测量器准确地进行落体实验？

实验内容

用速度测量器可方便而准确地测量出运动物体的速度。也可简单地定量地作出落体运动、抛物运动实验。事先先让学生预测结果，之后再进行实验的话，就会如同做游戏般的轻松有趣。

所需材料

速度测量器、小球（玻璃球、铁球等）、L型轨道或透明的塑料管（根据实际需要）、水平抛物台（可用电线盒罩自己制作）、C型台钳、实验室用椅子、直尺、铅坠、塑料瓶、透明胶带。

注意事项

如果球撞在速度测量器上，就会损坏测量器，所以球的运动线路要采取合适方法（如用轨道、管子等）来引导球运动。

实验方法和要点

【自由落体】（适用于初中生）

1．把测速器用透明胶带固定在黑板或桌子的一头（如右图）。如果在黑板上用的话，用带磁铁的测速器就更方便了。

2．为避免球碰撞到测速器，要用轨道或管子做球的滚动路线，调整高度，使球静静地落下。

3．调查落下距离h和速度的关系。

【平抛】（适用于高中生）

1．按照下面的图示，把测速器跨在轨道上，放置在水平抛物台的一端，用透明胶带固定住。

2．把椅子放到实验桌上，在椅子上放水平抛物台，用C型台钳固定。

3．在水平抛物台的末端挂上铅坠，在正下方的位置做出标记。

4．从水平抛物台发射球。落下点用直线和3的标记处连接。

5．用直尺测量从桌面到轨道顶部的高度h。

6．用公式求出在高度h的空间上的停留时间t，t＝\(\sqrt {\frac{{2h}}{g}} \)（g＝9.8m/s²）。

7．把玻璃球放在发射台的轨道上，平稳地松手。读出测速器显示的初始速度v₀。

8．用L＝v₀t计算水平走的距离，并预测落在桌面上的位置，在此位置上放置塑料瓶盖，用手指固定住。

9．从与7同样的高度静静地释放球，看球是否能击中预测位置上的塑料瓶。窍门是把塑料瓶盖斜着安置。如果放的位置对，就会命中。（注）测量距离L，然后与计算值进行比较，那么，上面的实验一定会非常有趣。

10．改变球的释放位置H，轨道的倾斜角，椅子的高度h等进行同样实验，比较实验结果。

通过有切身体会的落体实验测量重力加速度g

在空气中。同时让纸片、乒乓球、小石子、金属球、测速球从课桌上自由落下。纸片是最后落地的。把纸团成纸球落下进行比较的话，几乎与其他物品是同时着地。在这个实验中，几乎所有的学生在开始时，就知道除纸片以外，其他物体都可以忽视空气阻力的影响。

接下来从教学楼的3层做落体实验。让学生都集中在校园空地上观察。不包括纸片的其他物体同时放落，除纸团和乒乓球落下的慢些外，其他物体几乎同时着地。如果是教学楼那种高度，测速球受到的空气阻力极小，可以用来测量落下的时间。

把1个班分成数个小组，发给每个小组l根测量高度的绳子（每米处都有记号）和1测速球。让学生注意不要影响到别的班上课，从校园内的各种高度放落下测速球。每种高度都重复做2～3次，测量每次落下所需时间。以1/100[s]为单位记录数据并计算平均值。如果从教学楼的高处伸出手去放落下球的话，要让学生注意安全。告诉负责放落球同学不要把身体伸出窗外。将负责放落球的同学集中起来，练习测速球的使用方法后，再开始实验。

在3层的教学楼进行实验时，从高处放落的时间要在1秒以上，下落的方法和着地时的冲击的临场感觉在教室中是无法感受到的。

要注意从手中放落的方法不同，会导致实验结果有很大的不同。室外实验时间约30分钟。

发布时间：2014/11/17 22:03:00  阅读次数：5660