用牛顿管演示自由落体实验,美中不足就是在急速倒转牛顿管的进程中,小物块已开始沿管壁下滑,因而不能很好地显示自由下落,对此,我们可以作一点小改进,这样效果更好一些。
实验前,在小羽毛的根部绕上1~2匝细铁丝,将它和壹元硬币一起放入牛顿管中,实验时,先将抽为真空的牛顿管水平放置,用永久性磁铁将硬币、小羽毛吸在牛顿管的顶部使其不动,再轻轻转起牛顿管并将它们固定于竖直方向上,然后迅速将永久磁铁移开,这时便能清楚地看到硬币、小羽毛同时开始下落,并同时落“地”。
如果把羽毛染成彩色或用彩纸贴在硬币的正反两面上,再做实验,则更有利于同学们观察,效果更明显。
知识点自由落体运动
自由落体的“落体”,顾名思义是指物体从高空下落,关键是“自由”二字,其含意为:其一,物体开始下落时是静止的,即初速度为0,如果给物体一个初速度竖直下落,不能算自由落体,其二,物体在下落过程中,除受重力作用外,不再受其他任何作用力(如空气阻力)。
虽然地球的引力和物体到地球中心距离的平方成反比,但在地面附近,地球的半径远大于自由落体所经过的路程,所以引力在地面附近可看作是不变的,如不考虑大气阻力,自由落体的加速度即是一个不变的常量。它是初速为零的匀加速直线运动,其加速度恒等于重力加速度g。
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