Методика проведения демонстрационного эксперимента "Равноускоренное движение шарика по наклонной плоскости"

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:

1)      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.

2)      усилить интерес учащихся к изучению физики

3)      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

В появившемся окне выбрать «замедлить в 2,5 раза»

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»

3. Результаты исследования фрагментов представлены в таблице

№ фрагмента видео	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).