CUPT乒乓球实验报告.ppt

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1、跳动着的小球实验目的1探究小球谈起的高度和球内所装液体体积的关系；2探究小球弹起的高度和球内所装液体的浓度的关系；3探究液体体积和浓度对小球弹起高度影响的原因。实验假设乒乓球弹起的高度与球内所装的液体的体积和黏度有关。V球=33.5ml;M球=2.738g实验器材照相机、乒乓球、水、洗洁精、注射器、米尺、胶水实验装置图：一、乒乓球第N次弹起的最大高度与所装水的体积的关系：﹡分别准备含水体积为2.7、5、10、20、22.5、25、27.5、30、full（ml）的9个乒乓球和一个空球﹡将这九个球分别于高于地面100cm处释放，用录像机记录下他们的

2、运动过程﹡在录制的视频中找出它们的第N次最高点，记录数据。实验数据处理与分析1.乒乓球第一次弹起的高度与所装水的体积的关系如下表所示水体积ml2.75102022.52527.530full空球高度/cm39351410202535556570将上表格中的数据在坐标纸上描绘出来如下图所示数据分析：由图表可以看出随着水体积的增加，乒乓球第一次弹起的高度以先减小，后增大趋势进行的，如果把水的量细分的话，那么图像将呈“对号”的形状。而且可以看出图像的最低点大约在小球体积一半的位置处，即16.75ml处。★理论分析：当球内装的液体V<16.75ml时，在

3、球撞击地的时候，由于小球的壳有一个由扩张到收缩而引起的振动，并且水有一个动能和势能相互交换而引起的振动，所以这两部分振动会消耗一部分整个小球的能量，而且在球升起的时候，水的部分动能会转化为中央水柱的势能，但是，在水柱最高的时候，也不会触及球顶。因此，随着水体积的增加，振动消耗的能量会越来越大，水柱也会逐渐的升高，当水的V=16.75ml的时候，振动消耗的能量会达到一个最大值，并且水柱刚好和球顶接触，此时，球的第一次弹起来的高度有一个极小值；当V>16.75ml时，振动消耗的能量会慢慢减小，所以乒乓球会持续上升。同样，随着水体积的增加，振动消耗的能

4、量会越来越少，因此乒乓球的高度越来越high,直到乒乓球内充满水，这时水的高度将达到最大值。2.球内装不同体积(V>16.75ml)的液体对球弹起高度的影响数据如下表所示第N次1234527.5ml5316630.0ml55221384Full（满水）62332095体积绘制的图表如下：数据分析：有图表可以看出：☆在同一N次时，含水体积多的球处于一个较高的位置。所以，液体体积对球的影响，不仅仅是只作用于第一次弹起来的高度，而且在以后的最大高度都会相似的影响。☆不同体积的液体对第N次最大高度的影响不同。随着次数的增多，三个小球的第N次高度的差距是减

5、小的。二、乒乓球第一次弹起的最大高度与所装液体黏度之间的关系：﹡确定乒乓球内液体的体积为5ml，分别配置洗洁精与水体积比为0:5、1:4、2:3、3:2、4:1、5:0六种不同黏度的液体。﹡分别取上述不同黏度的液体5ml注于六个相同的乒乓球内﹡将这六个小球分别于高于地面100cm处释放，用录像机记录下他们的运动过程﹡在录制的视频中找出它们的第一次最高点，记录数据。3.乒乓球第一次弹起的最大高度与所装液体黏度之间的关系；数据如下表所示：洗洁精与水的体积比0:51:42:33:24:15:0第一次弹起高度4051555141.642.3数据分析：由表

6、格数据可以看出随着小球内液体黏度的增加，小球第一次弹起的最大高度总体趋势是先增大，后减小的。并且在2:3时达到一个极大值。原因分析:看以由实验现象得出小球的晃动随着浓度的增大而越来越剧烈。小球注入粘度大的液体（这里我们注入的是洗涤精）与水（粘度较小的液体）的情况是不相同的，当小球注入粘度大的洗洁精在撞地时，由于粘度较大它很可能黏在球壁上，液体会沿着球壁运动就会给一个沿乒乓球表面切向方向的力，这样球便会自旋，也就是液体的部分能量转为球的自旋动能。我们从实验中可以看出球再次接触到地面的时候会很快的滚动前进（自旋小球与地面接触时，受地面一个水平方向的摩

7、擦力），所以小球的部分能量会传给小球自旋的动能Ek1，而且黏度大的液体会减弱水的振动，减少振动引起的能量损失Ek2。这两部分的能量的差值共同影响球的能量，所以球的高度会随着黏度的不同而改变，可以得出当我们注入一定比例的水与洗洁精时，它有一个弹起最大高度，也就是在2:3、3:2之间有一个合适的黏度，使球的两部分能量差值达到一个最小值不容易使球可以弹得比较高。