Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
«Новоивановская основная общеобразовательная школа»
Суджанского района Курской области
Методика проведения
демонстрационного эксперимента
«Исследование равноускоренного движения шарика вдоль наклонной плоскости»
Автор-составитель учитель физики
Горбачев Алексей Анатольевич
с. Новоивановка
Демонстрационный эксперимент
«Исследование равноускоренного движения шарика вдоль наклонной плоскости»
Цели опыта:
показать что при равноускоренном движении тела без начальной скорости при увеличении промежутков времени, отсчитываемых от начала движения, в целое число раз по сравнению с t1, модули соответствующих векторов перемещений возрастают как ряд квадратов последовательных натуральных чисел.
усилить интерес учащихся к изучению физики
ознакомить учеников с экспериментальным методом исследования
Приборы
и материалы: Наклонная плоскость, металлический шарик, линейка, видеокамера, компьютер.
Теоритическая часть:
Уравнение проекции вектора перемещения тела, движущегося равноускоренно, в случае если его начальная скорость v0=0 имеет вид
(1)
При сонаправленных векторах и уравнение для модулей векторов можно записать
(2)
Из (2) видно, что приувеличении в n раз времени движения(отсчитываемого от момента начала движения) перемещение увеличивается в n2 раз.
То есть при увеличении промежутков времени, отсчитываемых от начала движения, в целое число раз по сравнению с t1
t1=t, а s1=s, t2=2t, t3=3t, t4=4t, и т.д.
то
,,,
s1:s2:s3:s4=1:4:9:16, (3)
модули соответствующих векторов перемещений возрастают как ряд квадратов последовательных натуральных чисел.
Порядок выполнения эксперимента
1. Для того чтобы показать данную закономерность собрать установку, представляющую собой наклонную плоскость с нанесенной на ее шкалой. Цена деления шкалы 2,5 см. Для более точного измерения также на наклонной плоскости размещена линейка длиной 30 см с ценой деления 1мм. На наклонную плоскость в положение 0 см помещается шарик, блокируемый ограничителем. Строго над наклонной плоскостью размещается видеокамера. Далее необходимо включить запись видео и убрать ограничитель. Как только шарик скатится с наклонной плоскости необходимо выключить запись.
2. Далее следует обработка записи на компьютере с помощью программы Видеомастер. Для того, чтобы показать закономерность (3) видео необходимо замедлить. Добавить видео в программу. Затем нажать кнопку выделенную на рисунке
[pic]
В появившемся окне выбрать «замедлить в 2,5 раза»
[pic]
Затем нажать конвертировать. Программа предложит путь сохранения файла, запомните его и нажмите ОК. Затем следует очистить окно программы, нажав кнопку «Очистить». Далее добавив из папки сохранения сконвертируемое видео, обрезать видео до момента движения и разделил на четыре фрагмента длительностью 2 сек ( 0,500с реального времени) с помощью кнопки «Обрезать»
[pic]
3. Результаты исследования фрагментов представлены в таблице
Длительность видео, с
Истинная длительность, с
Положение шарика, отсчитываемое от 0см, в начале видеофрагмента, Х0 см
Положение шарика, отсчитываемое от 0см, в конце видеофрагмента, Х см
Модуль перемещения шарика, L=X-X0
1
2
0,5
0
2,5
2,5
2
2
0,5
2,5
10
7,5
3
2
0,5
10
22,5
12,5
4
2
0,5
22,5
40
17,5
Найдем отношения перемещений пройденных шариком, за каждые 0,5 с
2,5:7,5:12,5:17,5=1:3:5:7
Так же найдем отношения перемещений отсчитываемых от начала движения пройденных соответственно за t1=0.5c, t2=1c t3=1.5c t4=2c
2,5:10:22,5:40=1:4:9:16
То есть мы получили, что при увеличении времени в 1, 2 , 3 и 4раза перемещение тела при равноускоренном движении отчитываемое от положения равновесия увеличивается в 1, 4 9, и 16 раз(ряд квадратов последовательных натуральных чисел).
