CUPT乒乓球实验报告

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• 小球注入粘度大的液体（这里我们注入的是洗涤精） 与水（粘度较小的液体）的情况是不相同的，当小球 注入粘度大的洗洁精在撞地时，由于粘度较大它很可 能黏在球壁上，液体会沿着球壁运动就会给一个沿乒 乓球表面切向方向的力，这样球便会自旋，也就是液 体的部分能量转为球的自旋动能。我们从实验中可以 看出球再次接触到地面的时候会很快的滚动前进（自 旋小球与地面接触时，受地面一个水平方向的摩擦 力），所以小球的部分能量会传给小球自旋的动能 Ek1，而且黏度大的液体会减弱水的振动，减少振动 引起的能量损失Ek2。这两部分的能量的差值共同影 响球的能量，所以球的高度会随着黏度的不同而改变， 可以得出当我们注入一定比例的水与洗洁精时，它有 一个弹起最大高度，也就是在2:3、3:2之间有一个合 适的黏度，使球的两部分能量差值达到一个最小值不 容易使球可以弹得比较高。
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数据分析：
由图表可以看出随着水体积的增加， 乒乓球第一次弹起的高度以先减小，后 增大趋势进行的，如果把水的量细分的 话，那么图像将呈“对号”的形状。
而且可以看出图像的最低点大约在小球 体积一半的位置处，即16.75ml处。 ★理论分析：当球内装的液体V<16.75ml
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谢谢您的聆听
﹡分别取上述不同黏度的液体5ml注于六个相同 的乒乓球内
﹡将这六个小球分别于高于地面100cm处释放， 用录像机记录下他们的运动过程
﹡在录制的视频中找出它们的第一次最高点，记 录数据。
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3.乒乓球第一次弹起的最大高度与所装液体黏度之 间的关系；
数据如下表所示：
洗洁精与
水的体积
0:5
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时，在球撞击地的时候，由于小球的壳有一个由扩张
到收缩而引起的振动，并且水有一个动能和势能相互 交换而引起的振动，所以这两部分振动会消耗一部分 整个小球的能量，而且在球升起的时候，水的部分动 能会转化为中央水柱的势能，但是，在水柱最高的时 候，也不会触及球顶。因此，随着水体积的增加，振 动消耗的能量会越来越大，水柱也会逐渐的升高，当 水的V= 16.75ml的时候，振动消耗的能量会达到一个 最大值，并且水柱刚好和球顶接触，此时，球的第一 次弹起来的高度有一个极小值；当V> 16.75ml时，振 动消耗的能量会慢慢减小，所以乒乓球会持续上升。 同样，随着水体积的增加，振动消耗的能量会越来越 少，因此乒乓球的高度越来越high,直到乒乓球内充满 水，这时水的高度将达到最大值。
1:4
2:3
3:2
4:1
5:0
比
第一次弹
起高度
40
51
55
51 41.6 42.3
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• 数据分析：
由表格数据可以看出随着小球内液体黏
度的增加，小球第一次弹起的最大高度 总体趋势是先增大，后减小的。并且在 2:3时达到一个极大值。
原因分析 :看以由实验现象得出小球的晃
动随着浓度的增大而越来越剧烈。
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• 实验器材 照相机、乒乓球、水、洗洁精、注射器、 米尺、胶水
实验装置图：
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一、乒乓球第N次弹起的最大高度与所装水的体 积的关系：
﹡分别准备含水体积为2.7、5、10、20、22.5、 25、27.5、30、full（ml）的9个乒乓球和一 个空球
﹡将这九个球分别于高于地面100cm处释放，用 录像机记录下他们的运动过程
高的位置。所以，液体体积对球的影响，不 仅仅是只作用于第一次弹起来的高度，而且 在以后的最大高度都会相似的影响。 ☆ 不同体积的液体对第N次最大高度的影响不 同。随着次数的增多，三个小球的第N次高 度的差距是减小的。
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二、乒乓球第一次弹起的最大高度与所装液体黏 度之间的关系：
﹡确定乒乓球内液体的体积为5ml，分别配置洗 洁精与水体积比为0:5、1:4、2:3、3:2、4:1、 5:0六种不同黏度的液体。
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2.球内装不同体积(V>16.75ml)的液体 对球弹起高度的影响
数据如下表所示
第N次
1
2
3
4
5
体积
27.5ml 53
16
6
30.0ml 55
22
13
8
4
Full （满水）
62
33
20
9
5
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• 绘制的图表如下：
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数据分析： 有图表可以看出： ☆ 在同一N次时，含水体积多的球处于一个较
跳动着的小球
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• 实验目的 1 探究小球谈起的高度和球内所 装液体体积的关系；
2 探究小球弹起的高度和球内所 装液体的浓度的关系；
3 探究液体体积和浓度对小球弹 起高度影响的原因。
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• 实验假设 乒乓球弹起的高度与球内所装的液体
的体积和黏度有关。
• V球=33.5ml;M球=2.738g
﹡在录制的视频中找出它们的第N次最高点，记 录数据。
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• 实验数据处理与分析
1.乒乓球第一次弹起的高度与所装水wk.baidu.com体积的关系 如下表所示
水体 积ml
2.7
5
10
20
22. 5
25
27. 5
30
full
空 球
高度 /cm
39
35
14
10
20
25
35
55
65
70
将上表格中的数据在坐标纸上描绘出来如下图所示