绳子被剪断以后

问题:如图1所示,质量为m的小球,用两根轻绳悬挂起来而静止.AB线跟竖直方向成θ角,BC线水平,若BC线被剪断,求小球的合力方向及AB绳的张力(AB长为ι). 分析:绳子剪断前,小球受重力G、AB绳的张力T和BC绳的张力T1.将重力G按图2分解,由平衡力的     

重力方向与竖直向下的逻辑澄清

人教版普通高中课程标准实验教科书《物理·必修1》第二章"自由落体运动"一节中关于重力加速度方向,这样表述:"重力加速度的方向竖直向下,它的大小可以通过多种方法实验测定".这里自然暗自强调了既有大小又有方向的重力加速度的方向性.虽然矢量的完整概念在这里还没有提出,但是作为高中物理十分重要的知识能力要求,矢量的概念是亟需强化的.既然"它的大小可以通过多种方法实验测定"那么它的方向就有必要交代清楚,而"竖直向下"这样一个生活化的表述,明显不够严谨,如果问一句"竖直向下"如何呢?接下来一节"伽利略对自由落体运动的研究"纠正了一个延绵几千年的错误,显示逻辑的力量,通     

利用刚体转动惯量实验仪测量地球重力加速度

本文介绍一种测量地球重力加速度的新方法,即圆柱形容器中的水在绕竖直中心轴匀速旋转时,水面会形成一个抛物面~([1]),该抛物面的焦距与重力加速度和旋转周期有关。利用该性质并结合大学实验室中常见的刚体转动惯量实验仪,通过测量抛物面的焦距与旋转周期即可得出重力加速度的数值。此方法避免了传统的单摆实验中摆线质量、空气阻力、圆锥摆等影响因素~([2]),使得测量精度增加。此方法适用于大学物理实验教学,可激发学生对实验的兴趣,且具有一定的观赏性。     

空气中普通小球的非高速竖直上抛运动的研究

文章首先证明了对于通常材质、大小、初速度(非高速)的实心小球在空气中的竖直上抛运动,将空气阻力系数C_D取作0.42完全可行。文章将空气阻力看作速度的二次函数,采用传统的研究思路,逐步推导出普通小球在空气中做非高速竖直上抛运动的运动学方程,进而推得小球上升的时间和最大高度,以及小球下落的时间和落地速度。分析结果发现,小球的上升时间小于下落时间,更小于没有空气阻力时的上升或下落时间;在相同的初速度下,同质实心较大球的运动受空气阻力的影响要小一些;而当初速相同,密度与半径的乘积也相同时,材质、大小均不同的实心球却具有相同的上抛运动。文章还以1cm半径的实心小铁球为例,计算并作出各运动特征参量随初速度的变化曲线,以及在数个不同的初速度下小球的位移随时间的变化曲线。结果发现,初速度越大,小球的运动越偏离理想的无空气阻力情形。文末对一些可能的干扰或误差因素进行了简要的概述。     

采用填补法解高考题——2009年高考全国理综卷Ⅱ第26题

【题目】如图1所示，P、Q为某地区水平地面上的两点，在P点正下方一球形区域内贮藏有石油．假定区域周围岩石均匀分布，密度为p；石油密度远小于ρ，可将上述球形区域视为空腔．如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离．重力加速度在原竖直方向（PO方向）上投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”．为了探寻石油区域的位置和石油贮量，常利用P点附近重力加速度反常的现象．已知引力常量为G．     

物理奥林匹克竞赛实验专题

第 7期试题解答注意 ,这里切不可将重力加速度当成常量 .相反 ,它是一个待测的物理量 .由于地球表面物体 (质量为 m)所受的重力近似等于它与地球之间的引力mg=Gm MR2式中 G为万有引力常量 ,M为地球质量 ,R为所要测定的距离 .显然 ,重力加速度 g不能视为常量 ,而是要通过测量予以确定 .质量为零的弹簧在砝码作用下沿竖直方向作简谐振动的公式为T=2 π mk式中 k为弹簧的劲度系数 .改变砝码质量 ,并测量振动周期 ,通过 T2 -m图的斜率可以求出 k.由胡克定律可得f =mg=kx式中 x为弹簧在砝码作用下的位移 .改变砝码质量并测量相应的位移 ,因 k…     

小球与匀质细杆的碰撞 ——大学物理教学问题探讨

小球与细杆的碰撞问题是大学物理教学中刚体部分的一个难点问题.本文对小球与静止细杆的碰撞问题进行了分析计算,给出:通常情况下小球—细杆组成的系统所受合外力矩为零或近似为零,角动量守恒;如果细杆没有固定的光滑轴,小球与置于光滑水平面或是竖直放置的细杆碰撞时,动量或沿某一方向的动量分量守恒.如果细杆有固定光滑轴,则只有小球与...     

利用轨迹追踪技术测量重力加速度

由轨迹追踪技术监测小球做匀速圆周运动,从而测量出重力加速度.首先通过直流电机的匀速转动驱动小球运动,利用高速摄像头实时采集小球的相对运动图像,由虚拟仪器实现轨迹追踪、图像分析以及数据可视化处理,从而获取合适的驱动电压让小球做较为严格的匀速圆周运动,得到小球在该运动下的周期和圆锥摆摆角余弦值,即可测得重力加速度.     

利用声音传感器测量重力加速度

对平抛法测重力加速度进行了改进,选取朗威Dislab数字实验系统中的声音传感器测量小球下落时间,再计算重力加速度,此方法操作方便,易于在中学物理实验教学中实施.     

绝对重力仪的技术发展:光学干涉和原子干涉

绝对重力仪是直接开展绝对重力测量的精密计量仪器.绝对重力测量是指对地球表面重力加速度值的直接测量,其在地球科学和计量科学等领域都有十分重要的应用.历史上最早的绝对重力测量约在1590年.1590～1960年,主要利用摆仪的摆长和自由摆周期来开展绝对重力测量.自1960年起,随着激光技术的发明,高精度绝对重力测量有了新的...     

旋转液体特性实验测量重力加速度实验误差研究

旋转液体的物理特性研究是新世纪大学生必修实验。学生在实验操作过程中出现的实验误差，直接影响本实验对于重力加速度的测量。本文创新性地进行了不同类型的实验误差下重力加速度测量准确度的理论推导，从而定量地分析了在实验过程中透明屏幕偏离水平位置角度α、激光垂直入射点位置偏移量Δx和激光入射方向偏离垂直方向角度γ等因素对重力加速度测量准确度影响规律。分析结果表明：透明屏幕偏离水平位置5°会引起5.5%的误差；激光垂直入射点向左偏离目标点x₀处5 mm会引起12.5%的误差，激光垂直入射点向右偏离目标点x₀处5 mm会引起11.8%的误差；激光入射方向向左偏离垂直方向5°会引起16.3%的误差，激光入射方向向右偏离垂直方向5°会引起22.9%的误差。该研究可为高校教师指导学生进行旋转液体特性实验时减小重力加速度测量误差提供理论依据。     

向心力大小实验的设计

向心力大小演示实验是高中物理教学中一个很重要的演示实验.在人教版物理教材中,采用圆锥摆粗略验证向心力表达式,该实验是利用铁架台、小球、细线、秒表、天平、刻度尺等器材完成的.实验时,小球在水平面内做匀速圆周运动,用刻度尺测量出小球做圆周运动的半径r和小球距悬点的竖直高度h,利用天平、秒表分别测量出小球的质量m和运动n圈的时间t,得出指向圆心的合力为     

考虑空气阻力用落球法测重力加速度g值的计算

普通物理实验中用落球法测重力加速度g时,是不计空气阻力的。因而,尽管人们在实验装置上作过种种改进,实验值(即用y=1/2gt~2算出的)与当地标准值相比相差将近2×10~(-2)m/s~2左右,甚至还要大些。出现这一偏差的原因之一是不计空气阻力的结果。本文考虑了空气阻力对计算重力加速度g的影响,推出了测量值y、t和重力加速度的关系式。并用该式计算了两个实例。最后简要地分析了误差的分配。     

读者来信

《大学物理》86年第10期<非惯性系解题探讨>一文,其结论是正确的,但分析有些不妥,容易在基本概念上引起混乱. 大家知道,在非惯性系中研究力学问题,必须加上惯性力后,才能应用牛顿定律,而这种惯性力的效果可以和一个力场等效,它相当于改变了原来的引力场强度. 在该文所讨论的问题中,当烧坏以加速度α上升时,杯中的水(质量为M)和木块(质量为m)都要受到竖直向下的惯性力F水=Ma、F木=ma,这惯性力和原来的重力方向一致,使水和木块超重.重力似乎变成了 这里的,是在以a的加速度竖直向上运动的非惯性系中所具有的等效重力加速度.但是,无论是杯中的…     

一个典型的力学考题引发的思考

1 一个典型的教学问题 笔者所在的学校是一所国家示范性高中、县级重点中学.高二的一次考试中,一道计算题考查了"一个物体在竖直的圆形轨道内做圆周运动,恰好能到达最高点"的知识.这是高一的内容,我们熟知最高点的临界速度应为gR,其中g为重力加速度,R为圆周运动的半径.但答题的结果显示91.7%的学生认为最高点的临界速度应为零.这样典型的知识,在高一时应非常熟练,但答错率之高,令人深思.     

用落体法测重力加速度的实验方案选择

重力加速度是物理学中一个重要的参量.地球上各地区的重力加速度的数值随地理纬度、海拔高度和地质结构的不同而不同.重力加速度的测量不仅在物理中具有重要意义,而且对于研究地层结构和探查地下资源都有实用价值,因此,细致地测量和准确地计算重力加速度是十分必要的.测量重力加速度的方法多种多样,本文利用自由落体原理,借助光电门测重力加速度.为减小误差对具体实验操作及数据处理方法的选择进行深入探讨.     

标准答案引起的对教育理念的反思

【题目】（2008年高考全国理综试卷第24题）图1中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动．小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l0．开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止．现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有黏性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60&#176;时小球达到最高点．求：     

关于落球法测重力加速度的研究

落球法测重力加速度是各高校物理课中的一个基本实验题目，本文就实验中小球的大小、质量、电压等因素对测量结果的影响进行了研究。     

一道速度突变题的解答及思考

【题目】在一个水平的匀强电场中,用长为l的细线把一质量为m的带电小球悬挂在O点,如图1(a)所示.电场强度为E,小球带正电荷q.小球在电场中平衡时,悬线OA偏离竖直线的角度为θ.现把小球拿至B点,细线OB位于水平方向,在B点由     

重力加速度测量的改进

阅读了1991年《物理实验》第四期《重力加速度的测量》一文,很受启发,觉得确实是一种测量重力加速度的新方法。但由于两线圈电流的大小和铁心剩磁的大小不一定相同,会给实验造成误差。为此我把具有铁心的两个电磁线圈改成两根细线,它们的一端分别拴住扁平钢片和小球,另一端夹在一