超重失重四种状态的模拟.doc

超重失重四种状态的模拟一研究的目的和意义： 平时我们在讨论以及演示超重的时候基本上都是拿加速上升以及加速下降两个状态来作为例子和代表的，但是减速上升和减速下降两个状态却很少有模拟或者演示。所以在这次试验中我想模拟超重失重的四种状态。二研究的主要内容： 利用实验室的器材以及郎威实验系统直观的模拟超重失重现象，并在电脑上记录数据观察、分析。三研究的主要方法： 在铁架台上安装一个定滑轮，一个力学传感器，并在力学传感器上固定一个定滑轮。 图1.钩码分组然后再在滑轮上放上细线，在细线两段挂上钩码。通过调节各组钩码的数量，并在钩码落地前接住B、D组的钩码。来模拟超重失重的四种状态。四研究计划： 先收集组装装置的实验器材，向老师接到足够的钩码和滑轮。然后组装器械。 然后准备好钩码和细线，进行试验记录数据保存下来。 最后分析数据图，并写创新实验报告。五实验器材：钩码（50g*10），细线，铁架台，力学传感器，定滑轮*2，以及其他一些组合用的配件。图2.钩码图3.实验装置六实验操作过程：（1）实验装置组装 将一个定滑轮和力学传感器固定在铁架台的两边，（见图3）再在力学传感器上固定另一个定滑轮。 将力学传感器连接上电脑。打开软件为力学传感器调零（因为此时有一个定滑轮固定在力学传感器上，所以要在此时调零） 将3个钩码用小袋子袋起来。将细线放来滑轮上，两端各钩上一定数量钩码。（2）实验内容（见图1.钩码分组）加速下降（失重） B=D=0，AC，试验中取A=100g，C=50g 以C组钩码处于最低点为开始状态减速上升（失重） AC，试验中取A=100g，C=50g，D=150g 以D组钩码处于最低点为开始状态加速上升（超重） B=D=0，CA，试验中取A=50g，C=100g 以A组钩码处于最低点为开始状态减速下降（超重）A+BC，CC，试验中取MA=100g，MC=50g GA=0.98N，GC=0.49N，a=（GA-GC）/（MA+ MC）= 3.27m/s2方向向下 此时力学传感器接受到的力理论上为F=GA-MA*a=0.653N 图4.加速下降状态的数据图 如图4中开始的一段接近0.98N的状态为C端按在地面上时力传感器受到的力。也即传感器端悬挂钩码的原始重力。接下来的一段确实有明显的失重现象，但是没有达到理论计算的量，应为滑轮摩擦和细绳摩擦的影响。减速上升（失重）AC，试验中取MA=100g，MC =50g，MD =150gGA=0.98N，GC=0.49N，a=（GA-GC）/（MA+ MC）= 3.27m/s2方向向下此时因为刚开时的一段加速效果，A的速度向上，力学传感器接受到的力理论上为F=GA-MA*a=0.653N 图5.减速上升状态的数据图 图5中第一段是A端按在地面上的状态，显示数据约为C+D的重量，第二段为CD同时作用，A加速上升时超重的状态，第三段可以看到明显的失重状态（低于A的重量0.98N），比较接近去理论计算量0.653N。加速上升（超重）B=D=0，CA，试验中取MA=50g，MC =100g GA=0.49N，GC=0.98N，a=（GC-GA）/(MA+MC)=3.27m/s2方向向上 此时力学传感器接受到的力理论上为F=MA*(a+g)=0.653N 图6.加速上升状态的数据图 如图6中开始一段是A端按在地面上的状态，显示数据接近C端的原始重力。 接下来的一段可以看到明显的失重超重现象（重于A端悬挂钩码的重量0.49N），当是没有达到理论值0.653N，应为滑轮摩擦和细绳摩擦的影响。减速下降（超重）A+BC，CA，试验中取MA=50g，MB =150g，MC =100gGA=0.49N，GC=0.98N，a=（GC-GA）/(MA+MC)=3.27m/s2方向向上此时因为刚开时的一段加速效果，A的速度向下，力学传感器接受到的力理论上为F=MA*(a+g)=0.653N 图7.减速下降状态的数据图图5中第一段是C端按在地面上的状态，显示数据约为A+B的重量，第二段为AB同时作用，A加速下降时失重的状态，第三段可以看到明显的超重状态（高于A的重量0.49N），但实验数据约为0.6N，与理论计算量0.653N有一定差距，应为滑轮摩擦和细绳摩擦的影响。八与传统实验进行比较： 传统课程教学中通常是以概念的形式，以及一些只能感受到加速上升以及加速下降两个状态的小实验来对超重失重进行讲解。我这个小实验可以对超重失重的四种状态都进行