实验论文—梁国成—2009294124.doc

斜 面 运 动 二级学院 ： 物理科学与技术学院 专 业 ： 物理学 年 级 ： 2009级 学 号 ： 2009294124 作者姓名 ： 梁 国 成 完成日期 ： 2011年12月10日 谁比较快？——斜面运动篇 摘要 高中的时候是的传统思想，我们知道：不同质量的物体从同一斜面，同一高度上面滑下来，到达斜面底部的时间是一样的，即是同时到达斜面的底部的。本文旨在研究不同的物体从斜面上滑下来与滚下来的区别，前者可以看做是质点，后者看做是刚体转动，主要探究的是从斜面上面滚下来，不同形状的物体的滚下的时间的长短比较。最后我们通过受力的分析、计算它们的运动的通式，来比较它们的下落的时间的长短，从而我们得出一个结论：比较物体的滚的的快慢实际上就是比较它们的转动惯量的大小。 将不同的质量、不同的材料、不同的形状的物体放在等高的斜面上滚下来，观察其到达斜面底部的顺序。谁比较快？谁比较慢？有没有规律或者原则？ 1.重量(一个实心的大玻璃球，一个实心小玻璃球.)会影响物体抵达斜面底部的时间吗？为什么？ 2.相同材料（两个长短不同的空心的铝管），其长短会影响物体抵达斜面底部的时间吗？为什么？ 3.相同的材料（两个直径不同的实心的555电池），其直径会影响物体抵达斜面底部的时间吗？是为什么？ 4.相同材料的圆柱（一个空心大铝管，一个小半径的实心的555电池），其半径大小会影响物体抵达斜面底部的时间吗？为什么? 5.一个空心铝管，一个兵乓球从斜面滚下，谁快点呢？ 6.一个兵乓球，一个玻璃球从斜面滚下，哪个滚得比较快呢？ 关键字：转动惯量、质心运动定理、 无滑滚动、动能定理 目录 一、实验的截图.......................................... ..4 二、引导性问题或现象描述............................ . . ..4 三、基本假设........................... ... .. ... .. ... . .6 四、实验装置及材料......................... ... .. . ... .. 6 五、符号说明........................ ... .. .. ... ... ... ...6 六、实验过程...................... ... .. .. ... ... ... ... .6 七、原理思考....................... ... .. .. ... ... ... .. .7 八、实验反思..................... ... ....................... 11 九、实验结果..................... ... ....................... 12十、问题及讨论..................... ... ......................13十一、实验注意事项.................... ... ..................13 十二、参考文献.................... ... ...................... 14 一.【实验的截图】 二、【引导性问题或现象描述】 首先我们看一道很习惯的习题： 一个质量为m物体在斜角为的斜面端点,由静止下滑，一直滑到底部。已知斜面的长度S，斜面的摩擦因素，求物体下滑的时间。 将受力如上图分解，得到以下的式子： N=mgcos ⑴ f= ⑵ =mgsin ⑶ - f = ma ⑷ S= ⑸ 所以，t= 所以在斜面的摩擦因素一定，角度不变的时候，物体下落的时间t时一定，所以几个这样的物体从这里下滑，应该是同时到达的。 三、【基本假设】 不同质量的物体，从同一高度的斜面上下滑，结果是同时到达斜面底部的，如果物体是从斜面上滚下来的呢？有没有相同的规律呢？那么不同的质量的物体，从同一高度滚下来，有没有一个共同的或者统一的规律呢？如果有一个相同的规律，那么这个规律又是怎样的，与哪些因素有关呢？ 四、【实验装置及材料】 两个质量不同的实心小玻璃球、一个空心的小兵乓球、两个实心圆柱（555电池）、两个空心圆柱（铝管）。 五、【符号说明】 I——转动惯量 W——角速度 ——角加速度 a——加速度g——重力加速度 六、【实验过程】 将不同的质量、不同的材料、不同的形状的物体放在等高的斜面上滚下来，观察其到达斜面底部的顺序。谁比较快？谁比较慢？ 以下有