科别物理科.PDF

科別：物理科 組別：高中組 作 品 名稱： 簡 易重力 加 速度之 測 量方法 關鍵詞：重力加速度 、自由落體 、平拋和斜拋 編號：040106 學校名稱： 國立屏東女子高級中學 作者姓名： 鍾惠如、王聖惠、陳雯淑、林靖凰 指導老師： 鄭偉文 摘要 重力加速度的測量方法很多，我們利用物體通過光閘感應器時可產生一 5 伏特脈衝電 壓 ，這一電壓可驅動蜂鳴器而產生聲響 ，再透過電腦中的 『gold wave 聲音編輯軟體』加以記 錄，藉此可得物體通過不同光閘感應器的時間差，然後利用自由落體重力加速度 2(y t −y t ) 2v 2 (tanθ x −y ) 2 1 1 2 x 0 g 式子與斜拋物體時 ， 式子 ，求得重力加速度的值之外， g 2 (t −t )t t x 2 1 1 2 也進一步探討對於自由落體、平拋、斜拋等運動，其重力加速度的值與不同物體之關係。 從實驗中 ，得到自由落體時的重力加速度值為973.3cm/s2 、誤差為0.7﹪ ，平拋時的重力 加速度的值為987.2cm/s2 、誤差為0.7﹪ ，斜拋時的重力加速度的值為959.3cm/s2 、誤差為2.1 ﹪，證明了重力加速度之值不隨其拋射方式、質量而改變。 壹、研究動機 科學現象在我們生活中隨處可見，用心觀察即可發現許多富有趣味的事情。從生活中的 觀察，引發了這次對重力加速度的實驗與研究，為什麼遊樂場的大怒神、幽浮、擎天飛梭會 讓那麼多人趨之若鶩？它們何以有那麼大的吸引力，這就是我們所要討論的主角－重力加速 度（g ）。高一時，我們就曾上過有關『重力加速度』的課，但重力加速度的值真的是980cm/s2 嗎？又有什麼因素會影響它的數值呢？在斜拋、平拋、自由落體的狀況下，結果是否都一樣 呢？基於這樣的動機下，我們展開了我們的科展之旅。 貳、研究目的 一、求出自由落體時，重力加速度之值，並探討不同質量（物體）與重力加速度之關係 二、求出物體平拋時，重力加速度之值，並探討不同質量（物體）與重力加速度之關係 三、求出物體斜拋時，重力加速度之值，並探討不同質量（物體）與重力加速度之關係 四、找出簡易測量重力加速度的方法 參、器材 一、電腦乙台 二、Microsoft Excel.lnk 軟體 三、gold wave 聲音編輯軟體乙套(如圖一) 四、光閘感應器三個：工作電壓12 伏特(如圖二) 五、直尺 100 公分三支 、30 公分一支 、15 公分二支 六、皮尺100 公分一個、捲尺200 公分一個 七、量角器一個 圖一：gold wave 軟體的介面 八、彈珠質量6.0 公克、直徑 17.0mm 一個 九、大鋼珠質量 11.9 公克、直徑 16.0mm 一個 十、小鋼珠質量8.2 公克、直徑 13.0mm 一個 十一、蜂鳴器三個（工作電壓3-5 伏特）（如圖三） 十二、電源供應器（輸出電壓0-20 伏特）三個 1 十三、鐵架六支 十四、鱷魚夾十二個 十五、絕緣膠帶 十六、傾斜角 13 度的木製斜板（如圖四） 十七、Y 型變換線二個（如圖五） 十八、收音式麥克風三個 十九、電子天平（精確值0.01 公克） 二十、長 141cm ，前端彎曲53 度之PVC 水管一支 圖二：光閘感應器 ＜圖三：蜂鳴器＞ ＜圖四：木製斜板＞ ＜圖五： Y 型變換線＞ 肆、研究過程與方法 作一門學科研究，並不是口頭上說得漂亮，實際上需要有一套明確可行的方法。在此我 們設計出一種最適當的實驗方法，可讓所得到實驗數據的誤差降到最低。同時也由自由落體 2(y t −y t ) 2 1 1 2 公式g （推導如下