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使小钢球主距斜槽底 H 处滚下
发布时间:2019-09-28

  沉力加快度丈量的十种方式 方式一、用弹簧秤和已知质量的钩码丈量 将已知质量为 m 的钩码挂正在弹簧秤下,均衡后,读数为 G.操纵公式 G=mg 得 g=G/m. 方式二、用滴水法测沉力加快度 调理水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出 n 个(n 取 50—100) 水滴所用时间 t,则每两水滴相隔时间为 t′=t/n,用 m 尺测出水滴下落距离 h,由 公式 h=gt′2/2 可得 g=2hn2/t2. 方式三、用单摆丈量(见高中物理学生尝试) 方式四、用圆锥摆丈量.所用仪器为:m 尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤正在程度面内做匀速圆周活动,用曲尺丈量出 h(见图 1),用秒 表测出摆球 n 转所用的时间 t,则摆球角速度ω =2π n/t 摆球做匀速圆周活动的向心力 F=mgtgθ ,而 tgθ =r/h 所以 mgtgθ =mω 2r 由以上几式得: g=4π 2n2h/t2. 将所测的 n、t、h 代入即可求得 g 值. 方式五、用斜槽丈量,所用仪器为:斜槽、m 尺、秒表、小钢球. 按图 2 所示安拆好仪器,使小钢球从距斜槽底 H 处滚下,钢球从程度槽底末 端以速度 v 做平抛活动,落正在程度槽结尾距其垂脚为 H′的程度地面上,垂脚取落 地址的程度距离为 S,用秒表测出经 H′所用的时间 t,用 m 尺测出 S,则钢球做 平抛活动的初速度 v=S/t.不考虑摩擦,则小球正在斜槽上活动时,由机械能守恒定律 得:mgH=mv2/2.所以 g=v2/2H=S2/2Ht2,将所测代入即可求得 g 值. 方式六、用打点计时器丈量.所用仪器为:打点计时器、曲尺、带钱夹的铁架 台、纸带、夹子、沉物、学生电源等. 将仪器按图 3 安拆好,使沉锤做落体活动.选择抱负纸带,找出起始点 0, 数出时间为 t 的 P 点,用 m 尺测出 OP 的距离为 h,此中 t=0.02 秒×两点间隔数. 由公式 h=gt2/2 得 g=2h/t2,将所测代入即可求得 g. 方式七、如图 4,标有刻度的粗细平均的 U 型管拆有适量的水固定正在小车上, 用不计质量的弹簧秤拉着小车正在滑腻程度面上做匀加快活动,弹簧秤读数为 F,用 天平测出整个小车安拆的质量为 M,小车活动时两液面高度差为Δ h,U 型管两管 相距为 L. 设 U 型管程度部门横截面积为 S,则这段液体质量为 m=ρ ·S·L,ρ 为水的 密度.整个系统以加快度 a=F/M 沿程度标的目的活动,感化正在该段水的合做力应为 F=ma=ρ ·S·LF/M.这个合外力由两臂液柱的压力差供给,即 F=ρ ·g·S·Δ h. 所以ρ ·g·S·Δ h=ρ ·S·LF/M.由此可得:g=F·L/M·Δ h,将所测 F、L、M、 Δ h 代入可求得 g 值. 方式八、将方式七中的 U 型管换成有刻度的玻璃缸(如图 5)内径为 D,其 它前提不变,水取小车一路做匀加快活动时,液面上下高差为Δ h,这时测力计的 读数为 F,整套安拆质量为 M,加快度 a=F/M. 正在液体斜面上取一细小体积元,设其质量为 m,所受沉力为 mg,它还遭到下 面液体赐与的支撑力 N,这两个力的合力是发生加快度 a 的合力,即 mg·tgα =ma. 又 tgα =Δ h/D,所以 g=F·D/M·Δ h,将所测 D、F、M、Δ h 代入即可求 g. 方式九、正在小车上固定一个“⊥”形支架,拆有量角器.量角器的圆心处 挂有一沉锤线 所示.用天平测出整套安拆的质量 M,测力计质量不计,用 测力计拉着小车正在滑腻的程度面上做匀加快活动时,测力计读数为 F,沉锤线取竖 曲标的目的夹角为α ,整套安拆的加快度为 a=F/M,摆球受沉力 mg 和绳子张力 T,其 合力发生加快度 a.即 mgtgα =ma,∴g=a/tgα =F/Mtgα .将所测 F、M、α 代入即可 求得 g. 方式十、取半径为 R 的玻璃杯,内拆恰当的液体,固定正在扭转台上.扭转台绕 其对称轴以角速度ω 匀速扭转,这时液体相对于玻璃杯的外形为扭转抛物面(如图 7). 沉力加快度的计较公式推导如下: 取液面上任一液元 A,它距转轴为 x,质量为 m,受沉力 mg、弹力 N.由动力 学知: Ncosα -mg=0 (1) Nsinα =mω 2x (2) 两式比拟得 tgα =ω 2x/g,又 tgα =dy/dx,∴dy=ω 2xdx/g, ∴y/x=ω 2x/2g. ∴ g=ω 2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂曲于对称轴最低点的曲角坐标系的坐标 x、y 测出,将 转台转速ω 代入即可求得 g. 以上丈量沉力加快度的方式,有的是粗略的,有的是较切确的,有的是能够 现实做的,有的是不克不及做但道理上是合理的“抱负尝试”.这些方式大都是力学知 识的分析使用,有益于培育学生创制性思维和发散性思维.本文的目标是使学生开 拓视野,起到“思维锻炼性尝试”课的感化. (江苏邳县官湖中学 李)

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