王嘉达 张煜涵 耿宜宏

(江苏省前黄高级中学,江苏 常州 213161)

如图1所示,将亚克力管的两端用轻挡板片封住,在左端置有圆柱形弹丸,并在靠近右端管口处用吸尘器将管内空气抽出．现将左端挡板移开,前后方形成压强差会使弹丸受到向前的推力,弹丸以一定的速度从右端射出．本文通过实验探究该系统影响弹丸射出时速度大小的因素．

图1 系统装置示意图

1 初步分析

由实验装置可知,弹丸的动力来源于弹丸前后空气的压强差,同时还受到弹丸与管内壁的摩擦阻力．由于弹丸与管内壁之间存在空隙,运动过程中有空气进入前端会影响弹丸前后的压强差,弹丸的形状和大小会对弹丸运动产生影响;压强差是由吸尘器抽气形成,吸尘器抽气速度对弹丸运动产生影响;由牛顿运动定律可知,弹丸的质量、管的长度对出口速度会有影响等等．综上所述影响弹丸出口速度的因素主要有弹丸的形状、尺寸的大小、质量,还有管的长度等．

2 实验探究

为达到探究目的,实验时首先选用透明亚克力管,弹丸也采用较光滑的材料尽可能减少摩擦．由于影响因素较多,因此实验时采用控制变量法来研究该系统的参量对弹丸出口速度的影响．

2.1 实验装置及数据处理

图2 实验装置

为了探究弹丸在管中的运动情况,用一定强度的硬卡片封住管的两端,用吸尘器将管中空气抽出一个稳定的气压,使弹丸前后形成一定的压强差,给弹丸提供动力……