文档介绍：收尾速度的实验探究
叶鹏松陈钢
(苏州工业园区星海学校,苏州215021;苏州大学物理科学与技术学院,苏州215006)
1问题的提出
若静止从空中释放一个物体,那么在释放瞬间,它只受重力作用,由于受力不平衡,它将加速向下运动;随着下落速度的不断增大,落体所受的空气阻力也会随之变大,但只要空气阻力仍小于重力,物体仍将继续加速下落;当空气阻力增大到与物体重力相等时,落体的速度达到最大,并做匀速运动,,笔者提到了收尾速度的概念,这引起了一些学生的兴趣.
课后他们向笔者询问有哪些因素会影响到落体的收尾速度?于是笔者分别给他们演示了等质量的纸片和纸团的下落实验及等大的乒乓球和金属球的下落实验,通过对比、观察和讨论,他们猜想:若不考虑落体周围空气的变化因素,.
于是笔者参照奥克兰HOWICK COLLEGE的一份实验资料,结合学校开展的研究性学习活动,设计了一个纸锥下落的模拟实验,引导学生对上述问题进行科学探究.
2 实验探究
为了控制变量,实验主要包括两部分:一是探究当落体质量一定时,落体在下落方向上的有效横截面积对收尾速度的影响;另一个是探究当落体在下落方向上的有效横截面积一定时,落体自身质量对收尾速度的影响.
: A3纸,胶水,毫米刻度尺,皮卷尺,量角器,圆规,秒表等
: 探究当落体质量一定时,落体在下落方向上的有效横截面积对收
尾速度的影响.

在 A3 ,剪去无
用的边缘.
2) , , , 图1
,即为
对应纸锥的表面积.
3)剪去1/4圆,将剩余的3/4圆围成一个圆锥,交界处用少许胶水粘牢,.
4)尽可能将纸锥举高,并量出这时纸锥从释放点到地面的高度h.
5)将纸锥从这一高度静止平稳地释放,测出它下落全程所用的时间t,
这一时间可由多次测量取平均的方法获得.
6) 根据圆锥上的所画的同心圆线,依次剪去一个外圆,从而达到改变纸
,保持纸锥质量m0不变.
7) 重复5)到6),直至剪去所有的画线.

由于纸锥下落速度较慢,达到收尾速度的时间极短,所以当下落高度足够高时,可忽略其加速段的时间,将它下落全程近似看作匀速运动,这样纸锥下落的收尾速度即可由纸锥下落的平均速度近似求出.
尽可能提高释放高度,这样一方面可以减小秒表计时的相对误差;,同时还避免了风的影响,效果较好.
由于纸锥的顶角在实验中保持不变,纸锥的横截面积与纸锥的锥表面积之间有正比关系,所以为了避免再次测量引起的误差,.
4)每次从同一高度释放纸锥时,要保持平稳,避免纸锥摇晃不定.
5)采用多次测量取