乒乓球实验能证明什么作用?
这是高中物理必修一的内容,我印象非常深刻,因为当时我们老师说这个实验是“反证法”的巅峰之作…… 当时学这个实验的时候,老师先问了我们一个问题(就是这个问题让我的记忆永远留在了高中):如果你用乒乓球去求证万有引力定律,能成功吗? 大家的答案是否定的,老师说,对,这就是反证法,你如果要用一个已知条件去推倒另一个已知条件,是不可能成功的。但如果你反过来,用一个未知去推倒另一未知,说不定就能成功了。 这个实验就是这样,它没法证明速度与时间的关系,但它可以证明加速度与时间的平方成正比;它没法证明万有引力,但它可以证明在月球上单靠两个小球就可以实现二力平衡。
后来学了微积分我们才知道,原来这两个小球的运动是可以无限接近而永远无法完全重合的,因此只能得出结论:当时间足够久时,两球的平均速度近似于v=gt。但高中阶段我们用的是极限思想去证明,所以看上去好像能证明平均速度是时间的函数,但其实并没有找到函数的表达式。 这是我印象中的反证法的巅峰了,可惜高考不考。
马德堡半球实验和托里拆利实验证明了大气有压强,而且能把大气压的大小精确的表示出来.但这些实验比较费时费力,且存在一定的危险性,下面介绍利用乒乓球证明大气压存在的二种学生实验,既简单又有趣,效果还好.
器材:塑料挂衣架一件;乒乓球数只;玻璃杯一只;硬纸板一块;水;刻度尺.
方法:
一、将乒乓球放在杯底,在杯中倒入水,将硬纸板盖在杯口,握着纸板将杯子倒置,放手后水和纸板都不会掉下来,可见是大气压使纸板将杯口撑住.然后将杯口向下倾斜,水也不会流出来,这仍是因为大气压的作用.当倾斜到一定程度时,水才开始流出来(若水不流出来可晃一下杯子).用刻度尺测出杯口和接触水的硬纸板之间的距离h,则杯口处水产生的压强为103×10kg/m3×9.8N/kg×h,再与大气压相比较,可计算出此时硬纸板所受压强的合力情况.
二、将乒乓球撒在一大平面上,把衣架平放在乒乓球上,用手水平轻推衣架,衣架不动.若从衣架下正对衣架吹气,衣架会自动前进.吹时气流上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,所以产生向上的压强差,使乒乓球被向上压,衣架与乒乓球之间几乎没有摩擦,所以很容易推动衣架.同样,用嘴对着两张平行悬挂的纸的中间用力吹气,也会产生同样的现象.