基本信息
- 項目名稱：
- 平拋運動實驗裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本實驗裝置使用了一個透明有機玻璃板使之與固定有坐標紙的木板平行，且把透明有機玻璃板放置在一個有固定導(dǎo)軌的木板基座上，且導(dǎo)軌上有刻度，使透明有機玻璃板可以在軌道上滑動，以此來調(diào)節(jié)木板間的距離，這樣就能夠用大小不同的小球進行實驗。由于小球自身涂有的石墨劃出運動的軌跡，便于實驗者直接通過透明有機玻璃板觀察小球運動的狀況，從而達到只拋出一次小球，且不用描點，從而使實驗人為造成的誤差極大的減小。
- 詳細介紹：
- 本實驗裝置使用涂有石墨的小鉛球，使小球在平拋運動過程中可以直接在坐標紙上劃出平拋運動的軌跡。為使小球能夠劃出軌跡，本實驗裝置設(shè)計了一個透明有機玻璃板使之與固定有坐標紙的木板平行，且把透明有機玻璃板放置在一個有固定導(dǎo)軌的木板基座上，且導(dǎo)軌上有刻度，使透明有機玻璃板可以在軌道上滑動，以此來調(diào)節(jié)木板間的距離，這樣就能夠用大小不同的小球進行實驗。使用透明有機玻璃板還是為了便于演示，便于實驗者直接通過透明有機玻璃板直接觀察小球運動的狀況，從而達到只拋出一次小球，且不用描點而由小球自身涂有的石墨劃出運動的軌跡，從而使實驗人為造成的誤差極大的減小?？紤]到小球在運動過程中受到摩擦力，可能影響實驗結(jié)果，除了給小球表面涂上石墨可以減小摩擦外，還要求透明有機玻璃板平整且光滑，同時也考慮到用此裝置實驗小球受到的是滾動摩擦，且時間比較短，因此實驗誤差比較小，實驗具有較高的可行性和準確性。 將有刻度的斜槽（8）固定在木板（9）上,將坐標紙（4）用圖釘（5）固定在木板（3）上，將固定有坐標紙(4)的木板(3)固定于雙導(dǎo)軌基座（1），將玻璃板（2）安裝于雙導(dǎo)軌基座（1）上使之與木板平行，將固定有斜槽的木板（9）置于實驗桌（7）上，將安裝了木板（3）透明有機玻璃板（2）的雙導(dǎo)軌基座（1）與斜槽（8）水平末端對接。 利用此裝置進行試驗時，用游標卡尺測實驗小球（6）的直徑；在小鉛球(6)的表面必須均勻的涂上石墨，要求鉛球的體積比較??；將坐標紙(4)固定在木板(3)上，用重垂線檢驗坐標紙是否豎直，然后將其固定于雙導(dǎo)軌基座（1）之上；檢測固定有斜槽(8)的木板(9)是否水平，選定斜槽(8)的水平末端所在的點為坐標原點O，然后確定X軸，Y軸。將玻璃板（2）置于有刻度的導(dǎo)軌基座（1）上，調(diào)節(jié)玻璃板（2），讀出透明有機玻璃板（2）與木板(3)之間的距離，使之略大于實驗鉛球的直徑，而且還要保證玻璃板(2)與木板(3)平行；將小球從斜槽(8)上某一位置釋放。實驗結(jié)束后，取下坐標紙（4），在小球留下的軌跡上取幾個點，分別用刻度尺測量x值和y值；最后，利用公式y(tǒng)= gt 和x=v t求出小球做平拋運動的初速度，在計算出v 的平均值，或?qū)ζ綊佭\動的運動規(guī)律加以研究。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 本實驗裝置使用涂有石墨的小鉛球，使小球在平拋運動過程中可以直接在坐標紙上劃出平拋運動的軌跡。為使小球能夠劃出軌跡，本實驗裝置設(shè)計了一個透明有機玻璃板使之與固定有坐標紙的木板平行，且把透明有機玻璃板放置在一個有固定導(dǎo)軌的木板基座上，且導(dǎo)軌上有刻度，使透明有機玻璃板可以在軌道上滑動，以此來調(diào)節(jié)木板間的距離，這樣就能夠用大小不同的小球進行實驗。使用透明有機玻璃板還是為了便于演示，便于實驗者直接通過透明有機玻璃板直接觀察小球運動的狀況，從而達到只拋出一次小球，且不用描點而由小球自身涂有的石墨劃出運動的軌跡，從而使實驗人為造成的誤差極大的減小?？紤]到小球在運動過程中受到摩擦力，可能影響實驗結(jié)果，除了給小球表面涂上石墨可以減小摩擦外，還要求透明有機玻璃板平整且光滑，同時也考慮到用此裝置實驗小球受到的是滾動摩擦，且時間比較短，因此實驗誤差比較小，實驗具有較高的可行性和準確性。 技術(shù)關(guān)鍵，一是小球的選取，必須選取體積較小的鉛球，且保證石墨在小球表面涂抹均勻，以此保證小球可以劃出痕跡；二是必須保證固定有斜槽的木板水平；三是固定在木板上的坐標紙必須用重垂線檢驗是否豎直；四是玻璃板與木板平行且間距稍大于小球的直徑；五是裝有透明有機玻璃板和木板的雙導(dǎo)軌基座與斜槽末端水平部分的對接，必須使小球滾出斜槽水平末端時能順利進入有玻璃板和木板組成的平行板中。
科學(xué)性、先進性
- 此實驗裝置是利用平拋運動的運動規(guī)律（即平拋運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的復(fù)合運動的規(guī)律）來設(shè)計，利用平拋運動的軌跡來驗證平拋運動的規(guī)律。 利用此實驗裝置進行試驗可以避免很多人為造成的誤差，可以利用石墨質(zhì)地軟具有潤滑作用來減小摩擦；且石墨質(zhì)地軟容易劃出痕跡，實驗過程中利用這一點，在小球表面均勻涂抹上石墨，使小球在坐標紙上劃過時與其上留下小球的運動軌跡，然后利用此軌跡研究平拋運動的運動規(guī)律，相比原有實驗利用眼睛直接觀察 ，具有很大的進步；且利用導(dǎo)軌將固定有坐標紙的木板固定，透明玻璃板置于其上可以滑動，而將玻璃板調(diào)到與固定木板之間距略大于實驗小球的直徑時，就能保證鉛球在坐標紙上畫出痕跡。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖紙
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點及優(yōu)勢 本實驗裝置技術(shù)特點在于簡單易操作，在實驗過程中可以減少人工操作，實驗裝置使用涂有石墨的小鉛球，使小球在平拋運動過程中可以直接在坐標紙上劃出平拋運動的軌跡，相比原有實驗可以使誤差減小很多，實驗現(xiàn)象明顯，演示性強，實驗數(shù)據(jù)準確度高。 適用范圍 在中學(xué)課堂中進行演示，也可用于實驗室對平拋運動進行研究 推廣前景市場分析經(jīng)濟效益 本實驗裝置可以在中學(xué)實驗教學(xué)中得到推廣，用以研究平拋運動規(guī)律。此裝置簡易，可操作性強，成本低，有很強的實用性，可以在中學(xué)物理教學(xué)中大面積推廣。
同類課題研究水平概述
- 在國內(nèi)中學(xué)物理現(xiàn)有平拋實驗最常見的實驗法中，有的必須多次拋出小球，多次直接用眼睛觀察物體的運動軌跡，在實驗過程中軌跡不直觀明了，加之此實驗的可重復(fù)性比較差，造成不同的人測出的實驗數(shù)據(jù)相差比較大，由此產(chǎn)生較大的誤差，實驗平拋運動的軌跡不具有直觀性；在教科書上還采用了頻閃照相的方式獲得平拋運動的軌跡，這一方法雖然準確性很高，但是不適用于在中學(xué)實驗中采用，而且不能讓學(xué)生直接去觀察，平拋軌跡是事后做出的不利于學(xué)生對平拋運動的理解；還有的方法，在中學(xué)物理實驗中還采用安裝擋板的方法，此種方法依舊不能避免多次釋放小球，多次打點的弊端；國內(nèi)現(xiàn)有的中學(xué)物理平拋運動中很多試驗裝置都不同程度的具有一定的缺陷，沒有既讓學(xué)生容易操作，又直觀易理解的簡單實驗裝置。
