23实验5“射猴”实验

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1、实验5“射猴”实验【实验目的】研究平抛运动与自由落体运动的等时性关系。【实验原理】采用设计的方法，设计实验使“子弹”射出时，“靶”同时在重力的作用下往下掉。【实验器材】纸张、硬木板（或厚书）、线、自行车车轮的钢丝、铅笔、橡皮筋及胶布。【实验设计与步骤】采用画出有猴子画像的纸作为“枪管”，铅笔作为“子弹”，通过调节硬木板的倾斜度来控制“子弹”发射的角度。实验控制的关键是如何使“子弹”发射出去时，“靶”刚好开始下落。1、用一张纸按图2.3-17所示的方法卷成一根“枪管”，用胶带铁牢在硬木板（或厚书的硬封面）上，在“枪管”的中部绑扎一根橡皮筋，用以发射

2、铅笔“子弹”。2、在“枪管”中放入铅笔，作为将要发射的“子弹”，如2.3-17所示。3、在一张纸上画出一只猴子，纸的下端卷入一根自行车车轮的钢丝，用胶水黏牢，并用线把猴子图挂在支架横杆上，如图2.3-18所示。4、将“子弹”水平对准靶上的“猴子”，把“枪管”上的橡皮筋套在铅笔后方的断面上，将铅笔从管中拉出一段，用手指一边压住挂“猴靶”的线段，一边压住铅笔“子弹”。5、松开手，令“猴靶”开始往下落的同时，“子弹”水平射出，注意观察“子弹”能否射中“猴子”。6、重复步骤4、5,不同的是用另一只手按住挂“猴靶”的线，保证“子弹”射出时，“猴靶”不往下掉

3、。观察“子弹”是否能射屮“猴子”。7、使“枪管”略朝上，再重复步骤5.【实验现象与结论】在实验过程中可以观察到，当“子弹”被射出时，“靶”开始往下掉，最终“子弹”能射中“猴子S当“子弹”被射出时，“靶”不动，最终“子弹”未能射中“猴子”，而是射在了“猴子”的下方；当枪管略往上翘，“子弹”被射出时，“靶”开始往下掉，最终“子弹”未能射中“猴子”，而是射在了“猴子”的上方。由实验现象分析得出结论，水平跑商出去的“了弹”在竖直方向上的运动情况与“猴靶”的运动情况一样。也就是说，平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动。以上实验适合作为学生设计性实验，

4、研究平抛运动与自由落地运动的等时性关系，有利于培养学生的动手能力、创新精神及合作精神。若教师想作为演示实验向学生演示平抛运动与自由落体运动的等时关系，其操作起来比较麻烦，这时只要使用一些简单的器材组成一下的实验仪器，就能直观、清洗地将平抛运动与自由落体运动、平抛运动与匀速直线运动的等时关系演示出来。实验器材：金属板座、斜槽、小铁球、平行导轨、电磁铁、开关、电源及导线。实验装置图如图2.3-19所示。实验设计：本实验装置可以演示平抛与匀速直线及平抛与自由落体两组运动的情况。在水平方向上，相等斜度的两个完全一样的斜槽使两个小球获得相同的初速度，可调节

5、斜槽保证小球水平抛出，探究在水平方向上平抛和匀速直线的运动相同点；在竖直方向上，小球在斜槽滚下撞击装置，使得另一小球在同一高度自由下落，探究在竖直方向上平抛和自由落体运动的相同点。本装置利用电磁铁控制运动开始，提高了实验的精确度；装置斜槽可手动调节，确保小球水平抛出；两个小球落地吋打在薄木板上，确保听到两个小球同吋落地的声音。实验过程：(1)演示初速度相同的平抛小球和匀速直线运动小球的运动情况。①闭合开关，使两个小球分别吸在电磁铁上。②断开开关，使一个小球从斜槽水平抛出，另一个小球以相同的初速度在水平木板匀速直线运动。(2)演示高度相同的平抛小球

6、和自由落体运动小球的运动情况。①闭合开关，把一小球吸在电磁铁上，另一小球放置在斜槽末端的装置上。②切断电源，使小球在轨道水平端撞击末端装置后抛出，同时位于斜槽末端的装置上的另一小球受撞击自由下落。实验现象：(1)初速度相同的水平抛出的小球和匀速直线运动的小球装在一起，说明平抛运动的水平方向的分运动可能是匀速直线运动。(2)高度相同的水平抛出的小球和自由落体的小球同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动可能是自由落体运动。