你能把金属球准确落到杯子中吗?

实验内容

进入到学习水平抛物和力学上的能量守恒的阶段时,希望大家一定做一下这个实验。迄今为止,人们一直在重复着这个实验。现在,通过对细微之处进行的改良,做这个实验可以更加简单且更加省时。把杯子放在经过计算的位置上,当球一下子就落到杯子中时,一定会引来欢呼声一片。

所需材料

铁架(2根,越长越容易掌握投放时机)、金属球、吉他弦(最细的那种)、砂纸、长约10m的铁丝(粗、细两种)、刀片、套子、塑料带、塑料药瓶、板子、木螺钉、打火机(火柴)、海绵、卷尺。

注意事项

注意不要让刀片伤到人,不用时马上用刀套套上。

实验方法和要点

1.将铁架A放在实验桌的一头。为增加稳定性,在铁架下面垫上抹布。

平抛入杯

2.在吉他弦的一端装上小轮。把稍粗的铁丝从小轮穿过,拧成两股并弯成钩。把弦的另一端和砂纸一同固定到铁架A上。

3.金属球作为摆锤,用透明胶带固定细铁丝,做成挂钩。

4.切掉药瓶的上部,用木螺钉固定在板子中央,里面放上海绵。

5.准备直径40cm左右、适当长度的线卷成2个卷线。

6.为安全起见,刀片两端用塑料带缠上。然后固定在铁架A的下部,套上用纸做的套子。

7.把卷好的线穿过球的铁丝挂钩,挂到2中的铁丝钩上。此时,金属球上带的吉他弦垂直延长线上的点,是图中的C点。在地上用粉笔做记号。此垂直线最好是沿着桌子侧面垂下。用卷尺测量从球中心到地面的高度Y1

8.安装好铁架B,放上另外一个卷线。将金属球放入此卷圈内,确定开始的位置。此时,要确认2个卷线处于同一垂直面上,用卷尺测量从球中心的地面起的高度Y2

9.测量杯子的高度Y3,计算出X,从C点起,把杯子放置在地面上拉开的卷尺上面。

10.让全体学生注意看,去掉盖子,用打火机烧断铁架B侧的线,开始实验。在热烈的欢声中,不露声色地盖上盖子。延伸首次成功后,可把实验移至室外去做。也可拿到校园举办的活动中上展示。可在教学楼顶层的平台上进行实验,在没有风时,用桶代替杯子做实验的话,基本上都会成功。C点的设定是关键。

说明

h1Y1-Y3h2Y2Y1。从力学能量守恒和水平抛物的公式来看,求X=2\(\sqrt {{h_1}{h_2}} \)就非常简单了。在实验前,最好留个作业,让学生知道这些公式。

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发布时间:2014/11/20 下午7:15:49  阅读次数:5323

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