利用Tracker探究亚克力中气泡的运动规律

文摘   2024-10-25 04:30   中国  

实验制作


近日,笔者在郑州师范学院初等教育学院小学教师教育实验中心主任潘立军教授的建议和指导下,利用手边的亚克力管设计制作了气泡在水管中的匀速上浮实验,并用Tracker进行了定量测定,发现位移-时间图像的线性度非常良好。


气泡在水中的运动


笔者找来一截40cm长的透明亚克力管,到化学实验室借来两个橡皮塞,用橡皮塞将亚克力管的两端封住,中间加水,留有气泡。现将管子竖立,在突然翻转180°,就能看到气泡在亚克力管中的运动现象了。


为了定量探究气泡在盛满水的透明亚克力管内的运动规律,笔者将实验视频导入Tracker系统,设置好实验环境参数,调整好视频分析范围,系统会自动抓取气泡每一帧中对应的位移,并绘制出位移-时间图像。


数据采集


观察发现,气泡的位移-时间图像数据点分布在一条倾斜的直线上,这说明气泡在竖直亚克力管中做匀速直线运动。


数据分析


笔者将位移-时间图像作线性拟合,得到拟合直线方程为的斜率0.1345m/s,这说明气泡在亚克力管内的运动确实是匀速直线运动。


原本是一个做摩擦起电的亚克力管,在郑州师范学院初等教育学院小学教师教育实验中心主任潘立军教授的要求的要求下,笔者开展了一次十分有趣的探究实验。


坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验。这些棍棍棒棒本来稀松平常,但是在物理教师创新设计下,就它们就会魔法附体,梦幻无穷。



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