缓慢下降-Slow-descent-大学物理实验CUPT资料课件.ppt

1、报告人 电子科技大学 陈群治 Design and make a device, using one sheet of A4 80 gram per m2 paper that will take the longestpossible time to fall to the ground through a vertical distance of 2.5m. A small amount of glue may be used. Investigate the influence of the relevant parameters. 用每平方米80克的A4纸，设计并制作一个装置，使其尽可

2、能慢地从2.5米的垂直高处掉向地面。可以使用少量胶水。研究相关参数的影响。一、题意分析215. Slow descent 缓慢下降缓慢下降探讨流程问题分析模型装置原理实验简介实验图片实验数据实验结果及讨论误差分析相关参考文献3三、装置原理 在综合对装置稳定性和投影面积的考虑后决定将装置设计成类似于拉花的结构，纸的外边沿自由垂下即具有一定的稳定性，其投影面积又比较接近于一张完整A4纸的面积6四、实验简介 实验装置，即题目要求的用一张A4纸制作的装置7四、实验简介装置的制作：以A4纸的边沿为矩形，在其内部画出一系列矩形，图中取得是每两个相邻的矩形长和宽都间隔10mm，再将所画矩形擦去部分，并用刀片

3、将留有线的地方划开8四、实验简介本实验还将探讨划开矩形的个数及间隔距离对其下落时间的影响相关参数：将所划开矩形从外到内依次命名为第1,2,3道划痕9五、实验图片本图为实验中拍摄的一次下落过程的频闪照片，用于分析其下落过程中的位移、速度随时间的变化关系注：图中频闪装置的频率为20Hz.10六、实验数据11六、实验数据12速度随时间变化曲线速度随时间变化曲线速度（速度（m/s）时间（时间（s）六、实验数据13速度随时间变化曲线速度随时间变化曲线速度（速度（m/s）时间（时间（0.05s）六、实验数据14速度随时间变化曲线速度随时间变化曲线速度（速度（m/s）时间（时间（s/div）六、实验数据划痕

4、数划痕数第一次实验第一次实验第二次实验第二次实验第三次实验第三次实验三次均值三次均值3条条3.453.283.373.374条条3.423.353.243.345条条3.053.083.033.056条条3.003.073.063.047条条3.042.943.023.008条条3.033.003.013.019条条3.032.992.912.9810条条2.843.012.952.93划痕间隔为划痕间隔为9mm时的落地时间时的落地时间15表中数据单位均为表中数据单位均为s注：1道和2道划痕下落不稳定，数据未列出 A4纸的数据为纸面平行于地面，从2.5米自由下落测得 六、实验数据表中数据单位均

5、为表中数据单位均为s注：1道和2道划痕下落不稳定，数据未列出 A4纸的数据为纸面平行于地面，从2.5米自由下落测得 划痕数划痕数第一次实验第一次实验第二次实验第二次实验第三次实验第三次实验三次均值三次均值3条条3.503.413.413.444条条3.193.393.143.245条条3.053.203.083.116条条3.133.253.243.217条条3.163.103.143.138条条3.053.153.063.099条条3.023.063.093.0610条条3.033.023.293.11划痕间隔为划痕间隔为10mm时的落地时间时的落地时间16六、实验数据划痕数划痕数第一次实验

6、第一次实验第二次实验第二次实验第三次实验第三次实验三次均值三次均值3条条3.513.563.483.524条条3.503.383.313.405条条3.083.063.123.096条条3.262.872.943.027条条2.382.512.322.408条条2.452.692.692.61划痕间隔为划痕间隔为11mm时的落地时间时的落地时间17表中数据单位均为表中数据单位均为s注：1道和2道划痕下落不稳定，数据未列出 A4纸的数据为纸面平行于地面，从2.5米自由下落测得 七、实验结果及讨论 该装置的下落时间慢于A4纸直接下落（），原因在于纸在2.5米的下落距离内会发生翻覆，而装置可以保持稳定 在装置能保持稳定的前提下，较少的划痕数可以获得更慢的下落时间 装置在划痕数相同时，间隔宽度不同，下落时间也不一样18八、误差分析误差来源： 计时时的延迟或提前 在释放时装置并未完全静止（受微小扰动的情况）而造成下落时间不同 纸质不均匀产生的影响19参考文献理论力学教程（第三版） 周衍柏 北京高等教育出版社 2009.07空气动力学基础杨永等译注 航空工业出版社 2011.01空气动力学刘至申 台北 正中书局 1976 20