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对倾斜槽中球运动规律的理论与实验研究论文答辩ppt

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对倾斜槽中球运动规律的理论与实验研究论文答辩ppt

2014届届毕毕业业生生论论文文答答辩辩 对对倾倾斜斜槽槽中中球球运运动动规规律律的的理理论论实实 验验研研究究 院院 系系工工院院 物物理理系系 姓姓 樊樊向向荣荣 指指导导老老师师吴吴学学勇勇 研研究究目目的的 明明确确力力是是物物体体运运动动状状态态改改的的原原因因 物物体体运运动动状状态态发发生生改改,,则则它它一一定定力力了了 物物体体力力,,但但其其运运动动状状态态一一定定改改 研研究究背背景景及及意意义义 著著科科学学家家伽伽利利略略在在斜斜面面实实验验的的础础,,利利用用数数学学的的方方法法,, 确确定定了了路路程程时时间间的的数数关关系系,,得得出出了了时时间间平平方方定定律律 伽伽利利略略在在斜斜面面实实验验证证明明了了沿沿斜斜面面向向运运动动的的物物体体正正在在做做匀匀 加加速速运运动动 对对伽伽利利略略科科学学研研究究方方法法的的继继承承创创新新和和丰丰富富发发展展 论论文文结结构构 运运动动规规律律 理理论论分分析析设设计计实实验验比比较较 论论文文章章节节 第第1章章 绪绪论论 第第2章章 倾倾斜斜槽槽中中球球运运动动的的质质心心加加速速度度斜斜槽槽倾倾角角之之间间的的关关 系系 第第3章章 倾倾斜斜槽槽中中球球运运动动的的质质心心加加速速度度的的测测 第第4章章 理理论论分分析析实实验验测测中中球球运运动动质质心心加加速速度度的的比比较较 球球沿沿倾倾斜斜槽槽纯纯滚滚动动的的质质心心加加速速度度斜斜槽槽倾倾角角之之间间的的关关系系 如如图图2.1所所示示,,球球斜斜槽槽相相接接触触的的点点为为AB两两点点,,球球所所重重力力斜斜槽槽侧侧壁壁对对球球的的支支持持力力之之间间的的夹夹角角 为为,,球球的的半半径径为为,,质质为为,,设设斜斜槽槽的的倾倾角角为为球球沿沿斜斜槽槽的的运运动动看看作作球球沿沿斜斜槽槽平平动动和和球球绕绕AB轴轴转转 动动的的复复合合运运动动,,则则质质心心运运动动方方程程为为 1 AB轴轴的的方方向向,,所所以以球球绕绕AB轴轴的的转转动动为为定定轴轴转转动动,,且且球球的的质质心心到到AB轴轴的的距距离离根根据据转转动动定定理理 列列方方程程 2 由由于于球球沿沿斜斜槽槽做做纯纯滚滚动动,,因因而而有有 3 设设表表示示球球绕绕中中心心轴轴的的转转动动惯惯,,根根据据平平行行轴轴定定理理,,球球绕绕AB轴轴的的转转动动惯惯其其中中,,球球绕绕中中心心轴轴的的转转动动 惯惯为为,,则则 4 球球的的质质心心到到AB轴轴的的距距离离 5 解解方方程程组组得得,,球球沿沿倾倾斜斜槽槽纯纯滚滚动动的的质质心心加加速速度度为为 6 6式式表表明明球球纯纯滚滚动动的的质质心心加加速速度度为为的的函函数数 fmgmasin 1 fdIAB da  22 5 2 mdmRIAB cosRd     sin cos2 5 2 cos 2 2 1 ga   球球沿沿倾倾斜斜槽槽无无滚滚动动滑滑动动的的质质心心加加速速度度斜斜槽槽倾倾角角之之间间的的关关系系 在在平平行行于于斜斜槽槽的的方方向向,,球球到到重重力力的的滑滑分分力力和和斜斜槽槽对对它它的的滑滑动动摩摩擦擦力力,,沿沿斜斜槽槽向向为为正正方方 向向根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律 7 重重力力的的滑滑分分力力为为 8 由由于于斜斜槽槽的的两两个个侧侧壁壁各各自自对对球球都都有有支支持持力力,,且且这这两两个个支支持持力力的的大大小小相相等等,,方方向向球球所所重重力力的的方方 向向之之间间的的夹夹角角为为,,则则有有 9 根根据据滑滑动动摩摩擦擦力力的的计计算算公公式式,,球球到到斜斜槽槽侧侧壁壁对对它它的的的的摩摩擦擦力力为为 10 解解方方程程组组得得,,球球沿沿斜斜槽槽向向无无滚滚动动滑滑动动的的质质心心加加速速度度为为 11 11式式表表明明球球无无滚滚动动滑滑动动的的质质心心加加速速度度 为为 的的函函数数 f FFma 2 sinmgF  cos2cosNmg NFf2    sin cos cot 1 2 ga          2 a  实实验验装装置置 测测倾倾斜斜槽槽中中球球运运动动 质质心心加加速速度度的的实实验验装装 置置由由铝铝塑塑合合金金的的倾倾斜斜 长长直直方方槽槽带带挡挡板板 球球光光电电门门计计时时 计计数数计计频频仪仪实实验验 室室升升降降接接线线等等构构 成成 测测物物理理   t  a D smst729. 0729 11  smst667. 0667 22  smst627. 0627 33  smst729. 0729 14  smst583. 0583 55  smst562. 0562 66  smst548. 0548 77  smst530. 0530 88  smst515. 0515 99  smst500. 0500 1010  smst490. 0490

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