目的
表現慣性定律、加速度作用與向量獨立性。
實驗
實驗裝置 : 一部在軌道上作等速直線運動的滑車,經過定點時可向上發射沙包。
1.將沙包放置於滑車發射架上,讓滑車作等速直線運動,觀察沙包經過發射點後的軌跡,滑車能再接到沙包嗎?
2.滑車末端繫上細繩,繩子經過軌道末端的滑輪垂直向下繫上一砝碼,重做實驗,滑車能再接到沙包嗎?
3.將繫繩與砝碼卸下,把軌道起點抬高,重做上述實驗,滑車能再接到沙包嗎?
4.第二版教具演示
原理思考
1.能再接到沙包的條件為何?
2.重力在砝碼上加速滑車與在斜面上加速滑車結果相同嗎?
1.由向量獨立性,如果在水平方向沒有加速度,相同初速下,車與沙包在水平方向位置相同。 2.砝碼重量經由滑輪提供車子水平方向加速度,沙包無水平加速度,故落於後方。 3.由於沿著斜面作用在車子的加速度是由重力的分量所提供,沙包亦受相同的重力分量加速,在沿斜面初速相同下,沿斜面位置將會相同。
討論
1.車子受到斜面正向力,而沙包沒有,還可以接得到?
2.若考慮上坡的情形,與下坡相同嗎?
3.加入車輪摩擦力,三種結果如何?
關於實驗
市面上有一種自動彈球的棒球玩具,可做本實驗的發射器。
參考資料
FUNNEL CART(University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)
FUNNEL CART WITH MASS OVER PULLEY(University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)
FUNNEL CART ON INCLINE(University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)
製作
v.1 周瑞星
v.2 杜宗勳
指導老師
易台生、陳泰利
撰稿
陳泰利