【正文】 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見(jiàn)： 系主任： （簽名） 年 月 日 II 摘 要 傾斜槽中球的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是純滾動(dòng)和無(wú)滾動(dòng)滑動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。通 過(guò)理論分析，得出斜槽中球分別做純滾動(dòng)和無(wú)滾動(dòng)滑動(dòng)時(shí)的質(zhì)心加速度表達(dá)式。然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)傾斜槽中運(yùn)動(dòng)球的質(zhì)心加速度進(jìn)行測(cè)量。最后將理論值與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行比較，進(jìn)而得出傾斜槽中球運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 本文所采用的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的物理學(xué)研究方法，是對(duì)伽利略科學(xué)研究方法的繼承與創(chuàng)新和豐富與發(fā)展。 本文只研究?jī)A斜槽的傾角在 ?? 55~5 之間時(shí)槽中球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而對(duì)此規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用沒(méi)有作詳細(xì)論述。 關(guān)鍵詞： 傾斜槽；加速度；對(duì)比；純滾動(dòng)；無(wú)滾動(dòng)滑動(dòng) III ABSTRACT The actual motion in the inclined groove ball is pound pure rolling and rolling motion without theoretical analysis, it is concluded that the ball in the chute respectively do pure rolling motion and rolling acceleration at the center of mass of the sliding design experiments of inclined groove ball in the center of mass acceleration is , the theoretical results are pared with the measured values, and then draw the motion law of the ball in the inclined groove. Physics research methods of theoretical analysis and experimental study of the bined is the inheritance and innovation of the research methods of Galileo39。s scientific and enrichment and development. This paper only studies the obliquity chute between slot the ball movement,and the practical application of this law did not detail. Key words: tilted trough。 acceleration。 parison。 pure rolling。 no rolling sliding IV 目 錄 第 1 章 緒論 研究背景 ............................................................... 1 研究?jī)?nèi)容 ............................................................... 2 第 2 章 傾斜槽中球運(yùn)動(dòng)的質(zhì)心加速度與斜槽傾角之間的關(guān)系 傾斜槽中球運(yùn)動(dòng)的定性分析 ............................................. 3 球沿傾斜槽向下純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的定性分析與定量研究 ..................... 4 球沿傾斜槽向下無(wú)滾動(dòng)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的定性分析與定量研究 ................. 6 第 3 章 傾斜槽中球運(yùn)動(dòng)的質(zhì)心加速度的實(shí)驗(yàn)測(cè)量 實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì) ............................................................. 8 實(shí)驗(yàn)步驟 .............................................................. 12 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 .............................................................. 15 誤差分析 .............................................................. 15 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) ............................................................ 16 第 4 章 理論分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)量中球運(yùn)動(dòng)質(zhì)心加速度的比較 比較研究方法的簡(jiǎn)述 .................................................. 16 比較理論分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)量中球運(yùn)動(dòng)的質(zhì)心加速度 ....................... 16 結(jié)論 ......................................................................... 18 參考文獻(xiàn) .................................................................... 19 致謝 ......................................................................... 20 1 第 1 章 緒論 研究背景 著名科學(xué)家伽利略是十六世紀(jì)意大利杰出的物理學(xué)家。他在物理學(xué)上作出過(guò)一系列開(kāi)創(chuàng)性的重大發(fā)現(xiàn)。他對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的原因作出了深刻而正確的描述，使得亞里士多德以后近兩千年內(nèi)一直沒(méi)有重大進(jìn)展的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)別開(kāi)生面，取得了重大突破，從而為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)。正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法是人類(lèi) 思想史上最偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的開(kāi)端”。 自由落體問(wèn)題的研究是伽利略力學(xué)研究的突破口，落體定律的得出，當(dāng)然是伽利略在力學(xué)研究中最具獨(dú)創(chuàng)性的工作。伽利略是通過(guò)斜面實(shí)驗(yàn)來(lái)達(dá)到“沖淡引力”的設(shè)想的。他在長(zhǎng)約 8 米的木板上，刻著一條光滑的槽，并放置成一斜面，斜面的夾角可以隨意調(diào)控。他使重量不同的小球在同一高度沿斜面同時(shí)滾下。夾角越小，小球滾得就越慢。這就好比沖淡了引力。伽利略發(fā)現(xiàn)，重量不同的球在相同的斜面上滾動(dòng)的速度是相同的，與斜面的夾角的大小無(wú)關(guān)。當(dāng)斜面夾角為 ?90時(shí)，小球的滾動(dòng)就成了自由下落。于是他得出結(jié)論：物體自由下落的速度同其重量無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)，質(zhì)量不同的物體從同一高度自由下落后，它們到達(dá)相同地面所需的時(shí)間相同。伽利略為了研究落體運(yùn)動(dòng)，不斷人為地調(diào)整木板與水平面的夾角，觀察小球在人為控制下運(yùn)動(dòng)，這本身就是一種典型的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。伽利略在斜面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)的方法，確定了路程與時(shí)間的數(shù)量關(guān)系為： s 正比 于 2t ，這就是時(shí)間平方定律。在他的實(shí)驗(yàn)記錄上，有這樣兩列數(shù)字，不同的下落時(shí)間 t =1，2， 3， 4?? 物體下落的距離之比 s =1： 4： 9： 16?? 。從這兩列數(shù)的比例關(guān)系，伽利略證明了沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的物體正在做勻加速運(yùn)動(dòng)。 在此基礎(chǔ)上，伽利略又研究了平拋運(yùn)動(dòng)。他認(rèn)為拋體的運(yùn)動(dòng)具有勻速運(yùn)動(dòng)和自然加速運(yùn)動(dòng)的復(fù)合性質(zhì)。 做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在拋出時(shí)具有水平方向上的初速度，被拋出后，由于其具有慣性而繼續(xù)保持自身水平方向上的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)，物體本身會(huì)受到豎直向下的重力作用，所以物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡將是拋物線(xiàn) 。于是伽利略得出結(jié)論：做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水平方向上的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。 2 研究?jī)?nèi)容及意義 在伽利略研究平拋運(yùn)動(dòng)的啟發(fā)下，本文運(yùn)用理論分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)量相結(jié)合的方法，研究了傾斜槽的傾角在 oo 55~5 之間時(shí)，球沿槽向下運(yùn)動(dòng)的 規(guī)律。先從理論上推導(dǎo)出球 在無(wú)滑動(dòng)滾下和無(wú)滾動(dòng)滑下兩種情況時(shí)，球 沿斜槽向下運(yùn)動(dòng)的質(zhì)心加速度表達(dá)式，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)球運(yùn)動(dòng)的質(zhì)心加速度進(jìn)行測(cè)量。最后 在同一坐標(biāo)系上作出 球運(yùn)動(dòng)的 質(zhì)心加速度和斜槽傾角之間關(guān)系的理論曲線(xiàn)和實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn) ， 并 將理論曲線(xiàn)和實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)進(jìn)行