魔穗字幕组2015年2月:探索变速运动规律,重复伽利略的”斜槽实验“,研究小球运动路程、时间、速度之间的关系,并写一篇小论文

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/04/29 07:54:29
要求:
1、研究目的
2、实验过程(操作过程,用什么做斜面,如何计时等)
3、原始记录(设计一个表格记录)
4、根据小球的运动,寻求越跑越快在时间与路程间的关系
5、讨论:对实验装置分析,有何不足、难点,如何减少误差,如何改进等
6、列出参考了那些书(书名及作者)
附:小球运动时间以0.5秒为单位
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斜槽实验:在一个斜坡上放一个小球,使其滚下,研究小球运动的时间、路程、速度的关系
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伽利略用木板制成斜槽蒙上羊皮纸,用铜球从槽上滚下,他用大容器稳定地滴水并用天平称量的方法解决计时问题,测出铜球在斜槽上的位置与时刻,在这样的条件下,对物体沿不同角度的光滑斜面运动的规律进行了上百次的定量研究,得出结论:物体沿光滑斜面运动是匀变速直线运动,进而将斜面倾角趋于90时,推理得:
自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动。

在伽利略的落体运动定律的形成过程中,斜面实验起过重要作用。他在《两门新科学》中对这个实验描述得十分具体,写道:“取长约12库比(1库比=45.7厘米)、宽约半库比,厚约三指的木板,在边缘上刻一条一指多宽的槽,槽非常平直,经过打磨,在直槽上贴羊皮纸,尽可能使之平滑,然后让一个非常圆的、硬的光滑黄铜球沿槽滚下,我们将木板的一头抬高一、二库比,使之略呈倾斜,再让铜球滚下,用下述方法记录滚下所需时间。我们不止一次重复这一实验,使两次观测的时间相差不致超过脉搏的十分之一。在完成这一步骤并确证其可靠性之后,就让铜球滚下全程的1/4,并测出下降时间,我们发现它刚好是滚下全程所需时间的一半。接着我们对其他距离进行实验,用滚下全程所用时间同滚下一半距离、三分之二距离、四分之三距离或任何部分距离所用时间进行比较。这样的实验重复了整整一百次,我们往往发现,经过的空间距离恒与所用时间的平方成正比例。这对于平面(也即铜球下滚的槽)的各种斜度都成立。我们也观测到,对于不同的斜度,下降的时间互相间的关系正如作者预计并证明过的比例一样。