劉晏維 鄒佳銳
1提出問題
關于《研究平拋運動》實驗,很多資料上提出可以用等壓瓶噴水法做實驗。左邊細管進氣,保證右端彎管頂端液體壓強不變,讓彎成水平的噴嘴在空中形成穩(wěn)定的彎曲細水柱,可以顯示平拋運動的軌跡,設法將其描在背后的紙上,進行分析。但課后學生對于圖1中能否保證細管“左邊進氣右邊出水”的方法提出了兩種不同的看法。
一種看法認為,若控制初始狀態(tài)A、B兩根細管內部都是空氣,由于細管頂端壓強等于瓶底氣體壓強加上頂端以上液體壓強,而A管頂端高于B管頂端,A點壓強小于B點,故瓶內實際形成了一個如圖2所示的倒U型試管,水必然從左邊流到右邊,保證瓶內左邊進氣右邊出水,實驗可以順利完成。
另一種看法認為,實驗操作時,習慣插入細管后再翻轉水瓶,經常導致初始狀態(tài)時細管內已經充滿水了,這樣圖2中由于A管底端低于B管底端,A管底端壓強小于B管底端壓強,瓶內實際形成了一個類似圖3所示的左邊開口低、右邊開口高的倒U型試管,水必然從右邊流到左邊,瓶內右邊進氣左邊出水,平拋實驗無法順利進行。
2改進儀器裝置
筆者認為,為了排除初始狀態(tài)的影響,應調整圖1中細管的長度,并控制A管頂端高于B管的頂端、A管的底端高于B管的底端。這樣一來,無論初始狀態(tài)時A、B管中有無水,均能保證B彎管形成平拋軌跡,如圖4所示。