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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本實(shí)驗(yàn)裝置使用了一個(gè)透明有機(jī)玻璃板使之與固定有坐標(biāo)紙的木板平行，且把透明有機(jī)玻璃板放置在一個(gè)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(jī)玻璃板可以在軌道上滑動(dòng)，以此來(lái)調(diào)節(jié)木板間的距離，這樣就能夠用大小不同的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于小球自身涂有的石墨劃出運(yùn)動(dòng)的軌跡，便于實(shí)驗(yàn)者直接通過(guò)透明有機(jī)玻璃板觀察小球運(yùn)動(dòng)的狀況，從而達(dá)到只拋出一次小球，且不用描點(diǎn)，從而使實(shí)驗(yàn)人為造成的誤差極大的減小。
- 詳細(xì)介紹：
- 本實(shí)驗(yàn)裝置使用涂有石墨的小鉛球，使小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以直接在坐標(biāo)紙上劃出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為使小球能夠劃出軌跡，本實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)了一個(gè)透明有機(jī)玻璃板使之與固定有坐標(biāo)紙的木板平行，且把透明有機(jī)玻璃板放置在一個(gè)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(jī)玻璃板可以在軌道上滑動(dòng)，以此來(lái)調(diào)節(jié)木板間的距離，這樣就能夠用大小不同的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使用透明有機(jī)玻璃板還是為了便于演示，便于實(shí)驗(yàn)者直接通過(guò)透明有機(jī)玻璃板直接觀察小球運(yùn)動(dòng)的狀況，從而達(dá)到只拋出一次小球，且不用描點(diǎn)而由小球自身涂有的石墨劃出運(yùn)動(dòng)的軌跡，從而使實(shí)驗(yàn)人為造成的誤差極大的減小。考慮到小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦力，可能影響實(shí)驗(yàn)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(jī)玻璃板平整且光滑，同時(shí)也考慮到用此裝置實(shí)驗(yàn)小球受到的是滾動(dòng)摩擦，且時(shí)間比較短，因此實(shí)驗(yàn)誤差比較小，實(shí)驗(yàn)具有較高的可行性和準(zhǔn)確性。 將有刻度的斜槽（8）固定在木板（9）上,將坐標(biāo)紙（4）用圖釘（5）固定在木板（3）上，將固定有坐標(biāo)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(shí)驗(yàn)桌（7）上，將安裝了木板（3）透明有機(jī)玻璃板（2）的雙導(dǎo)軌基座（1）與斜槽（8）水平末端對(duì)接。 利用此裝置進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，用游標(biāo)卡尺測(cè)實(shí)驗(yàn)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(biāo)紙(4)固定在木板(3)上，用重垂線檢驗(yàn)坐標(biāo)紙是否豎直，然后將其固定于雙導(dǎo)軌基座（1）之上；檢測(cè)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(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)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(jī)玻璃板（2）與木板(3)之間的距離，使之略大于實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取下坐標(biāo)紙（4），在小球留下的軌跡上取幾個(gè)點(diǎn)，分別用刻度尺測(cè)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(yùn)動(dòng)的初速度，在計(jì)算出v 的平均值，或?qū)ζ綊佭\(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律加以研究。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本實(shí)驗(yàn)裝置使用涂有石墨的小鉛球，使小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以直接在坐標(biāo)紙上劃出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為使小球能夠劃出軌跡，本實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)了一個(gè)透明有機(jī)玻璃板使之與固定有坐標(biāo)紙的木板平行，且把透明有機(jī)玻璃板放置在一個(gè)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(jī)玻璃板可以在軌道上滑動(dòng)，以此來(lái)調(diào)節(jié)木板間的距離，這樣就能夠用大小不同的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使用透明有機(jī)玻璃板還是為了便于演示，便于實(shí)驗(yàn)者直接通過(guò)透明有機(jī)玻璃板直接觀察小球運(yùn)動(dòng)的狀況，從而達(dá)到只拋出一次小球，且不用描點(diǎn)而由小球自身涂有的石墨劃出運(yùn)動(dòng)的軌跡，從而使實(shí)驗(yàn)人為造成的誤差極大的減小。考慮到小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦力，可能影響實(shí)驗(yàn)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(jī)玻璃板平整且光滑，同時(shí)也考慮到用此裝置實(shí)驗(yàn)小球受到的是滾動(dòng)摩擦，且時(shí)間比較短，因此實(shí)驗(yàn)誤差比較小，實(shí)驗(yàn)具有較高的可行性和準(zhǔn)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(biāo)紙必須用重垂線檢驗(yàn)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(jī)玻璃板和木板的雙導(dǎo)軌基座與斜槽末端水平部分的對(duì)接，必須使小球滾出斜槽水平末端時(shí)能順利進(jìn)入有玻璃板和木板組成的平行板中。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 此實(shí)驗(yàn)裝置是利用平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（即平拋運(yùn)動(dòng)是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律）來(lái)設(shè)計(jì)，利用平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 利用此實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)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(rùn)滑作用來(lái)減小摩擦；且石墨質(zhì)地軟容易劃出痕跡，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用這一點(diǎn)，在小球表面均勻涂抹上石墨，使小球在坐標(biāo)紙上劃過(guò)時(shí)與其上留下小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后利用此軌跡研究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，相比原有實(shí)驗(yàn)利用眼睛直接觀察 ，具有很大的進(jìn)步；且利用導(dǎo)軌將固定有坐標(biāo)紙的木板固定，透明玻璃板置于其上可以滑動(dòng)，而將玻璃板調(diào)到與固定木板之間距略大于實(shí)驗(yàn)小球的直徑時(shí)，就能保證鉛球在坐標(biāo)紙上畫(huà)出痕跡。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 圖紙
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 本實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)特點(diǎn)在于簡(jiǎn)單易操作，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以減少人工操作，實(shí)驗(yàn)裝置使用涂有石墨的小鉛球，使小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以直接在坐標(biāo)紙上劃出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，相比原有實(shí)驗(yàn)可以使誤差減小很多，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，演示性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高。 適用范圍 在中學(xué)課堂中進(jìn)行演示，也可用于實(shí)驗(yàn)室對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究 推廣前景市場(chǎng)分析經(jīng)濟(jì)效益 本實(shí)驗(yàn)裝置可以在中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到推廣，用以研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。此裝置簡(jiǎn)易，可操作性強(qiáng)，成本低，有很強(qiáng)的實(shí)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(guó)內(nèi)中學(xué)物理現(xiàn)有平拋實(shí)驗(yàn)最常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)軌跡，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中軌跡不直觀明了，加之此實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性比較差，造成不同的人測(cè)出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差比較大，由此產(chǎn)生較大的誤差，實(shí)驗(yàn)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡不具有直觀性；在教科書(shū)上還采用了頻閃照相的方式獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，這一方法雖然準(zhǔn)確性很高，但是不適用于在中學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的理解；還有的方法，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(diǎn)的弊端；國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的中學(xué)物理平拋運(yùn)動(dòng)中很多試驗(yàn)裝置都不同程度的具有一定的缺陷，沒(méi)有既讓學(xué)生容易操作，又直觀易理解的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)裝置。
