倾角和摩擦系数的不均匀性对伽利略斜面实验核心结果的影响

• 作者: 张杨瑜莹 张润 熊刚
• 来源期刊: 大学物理
• 学科: 物理学
• 关键词: 伽利略斜面实验 倾角 摩擦系数 平方关系
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 大学生园地
• 页码范围: 58-61,65
• 页数: 5页
• 分类号: O301
• 字数: 3159字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.190368

摘要

伽利略斜面实验的核心结果是小球走过的路程正比于时间的平方,但倾角和摩擦系数的局部不均匀性会导致局部加速度的不均匀性.本文用一个简化模型计入倾角和摩擦系数的不均匀性,数值计算发现这些不均匀性不仅引入随机误差,而且导致路程与时间偏离平方关系.如果保持倾角情况不变,减小摩擦系数使球从无滑滚动变为有滑滚动,路程与时间对于平方关系的偏离程度会增大而不是减小.这个结论虽然与直觉相反,但却与物理学史的相关研究得到的结论相符.为了排除小球被释放时的随机因素的影响,本文在实验中设计了零初速度释放小球的装置,还设计了一个更方便的测量摩擦系数的方法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张润	北京师范大学物理学系	13	45	3.0	6.0
2	张杨瑜莹	北京师范大学物理学系	1	0	0.0	0.0
3	熊刚	北京师范大学物理学系	5	2	1.0	1.0