回力罐~急!!!!!!!!10點!!

实验中发现:
1吊挂不同重物时,回力罐滚动的距离,以九个一元硬币为最佳.
2外挂橡皮筋,铺设不同地面以改变摩擦力,当缠绕橡皮筋数为三条时效果最好,在木板地面滚动及回力较好.
3回力罐的材质以用1500CC之保特瓶时,其滚动距离较好.
4回力罐侧面两孔间的距离不同的实验中,以直径7公分的效果较好.
5重物吊挂位置不同,如图五时,效果较好.
二,研究动机:
小时候去参观文化中心的古玩展,发现了一种丢出去後竟然能够自己滚回来的神奇罐子——回力罐,我们非常好奇,不知道它是怎麼办到的,於是,我们这一组希望研究它,以解开谜团.
三,研究目的:
1在中心点的重物重量不同,是否影响滚动的距离
2回力罐表面的摩擦力如果不同,是否影响滚动的距离
3使用不同的材质做回力罐,滚动的距离是否不同
4侧面的两孔距离不同,是否影响滚动的距离
5重物吊挂位置不同,滚动的距离是否不同
四,实验器材:
1制作材料:一元硬币,铁罐×2(麦香奶茶),保特瓶×6(多喝水1500㏄),橡皮筋×1包,透明胶带,P.V.C.绝缘胶带,卫生筷
2制作工具:热融胶枪组,焊枪,美工刀,剪刀,钳子
3测量工具:铁卷尺,自制斜坡,电子秤
五,研究过程
(一)回力罐的制作
1将两个宝特瓶的前端切除,并以胶带封住开口.
2在旁边挖两个相距5公分的小洞.
3将橡皮筋固定在保特瓶上(见图一).
回力罐简易图
图一:自制回力罐简图
(二)自制斜坡的制作
1将珍珠板裁出50cm×14cm的大小
2量出回力罐的宽度
3用厚纸版在上方加设固定回力罐的地方

30
自制斜坡简易图
(三)实验一:回力罐吊挂不同重物时与距离之关系
1找一空旷平坦处,架设好斜坡,调整斜角30度.
2依次将5个,8个,9个,10个一元硬币,分别用胶带固定在回力罐重心
3将回力罐由斜坡最边线放置滚下.
4测量第一次滚向前的最远距离与第一次滚向後的最远距离.
5重复上述步骤5次,求取其平均值.
(四)实验二:外挂橡皮筋,不同地面,以改变摩擦力时与距离之关系
1在回力罐的外侧分别加上2条,3条,4条与5条橡皮筋
2将不外加重物的回力罐,由斜坡最边线放置滚下.
3测量第一次滚向前的最远距离与第一次滚向後的最远距离.
4重复上述步骤5次,求取其平均值.
5改变地面性质,将斜坡分别架在光滑的玻璃,木板与铺设砂纸之地面.
6将不外加重量的回力罐,由斜坡最边线放置滚下.
7测量第一次滚向前的最远距离与第一次滚向後的最远距离.
8重复上述步骤5次,求取其平均值
(五)实验三:使用材质不同罐子时与距离的关系
1使用1500CC保特瓶,600 CC保特瓶与统一卖香奶茶之铁罐,分别制作成不同的回罐力.
2将不外加重量的回力罐由斜坡最边线放置滚下.
3测量第一次滚向前的最远距离与第一次滚向後的最远距离.
4重复上述步骤5次,求取其平均值.
(六)实验四:回力罐侧面两孔间的距离不同时与滚动距离的关系
1制作出侧面两孔距离分别为7㎝,5㎝,3㎝的回力罐.
2将不外加重量的回力罐由斜坡最边线放置滚下.
3测量第一次滚向前的最远距离与第一次滚向後的最远距离.
4重复上述步骤5次,求取其平均值.
(七)实验五:重物吊挂位置不同时与滚动距离之关系
1再回力关的橡皮筋离中间交叉点 3cm,5 cm,7 cm处,固定八个一元硬币当重物.
2将回力罐由斜坡最边线放置滚下.
3测量第一次滚向前的最远距离与第一次滚向後的最远距离.
4重复上述步骤5次,求取其平均值.
六,实验结果与讨论
(一)为了让回力罐得到同样的推力,以减低因推力不同之误差,因此,我们自制了一个斜坡,让回力罐由高处滚下.本实验所应用之原理为:
1重力位能转换为动能,再转换为弹力位能,再由弹力位能转换为动能,再转换为弹力位能,这一原理周而复始,使产生回力之效果,也就是简谐运动(位能转换动能,动能转换为位能).
2力矩与槓杆原理:能使物体绕转轴产生的物理量就是力矩,藉转动而使用力矩产生力量,就是槓杆原理.
3摩擦力:物体接触而产生抵抗运动方向的力量.
(二)实验一:回力罐吊挂在不同重物下与距离之关系
1.原本想要利用砝码当重物,但是,不容易 绑好且容易损坏砝码.因此,利用较易取得以及容易固定的一元硬币当作重物.本来想要用棉线绑住重物,但是,棉线绑在一元硬币会滑动不容易固定,改用胶带固定则费时又不易拆卸,於是,改用夹子来固定重物,而橡皮筋因不易固定,所以我们利用宝特瓶的凹槽来嵌住橡皮筋.
2.实验一结果发现,回力罐滚动的距离,以重物为九个一元硬币为最佳,但是,若超过九个硬币,虽然稳定度增加,但是体积太大不易固定,而且摩擦力也大,反而滚动的效果差.(见图一)
3.重量较轻,不能固定中心点,往前滚及往後滚时,固定中心的重物会随著回力罐而翻转,故回来的距离也会减少.重量较重,较能固定中心点往前及往後时,虽然速度较慢,但是重物不会随之翻转,所回来的距离较长也比较流畅.重量如果太轻则会没办法回到原点,反之重量太重则会超越原点,太轻去会因重物翻转而减少,太重也会因重量太重而减少.
重量
五个一元硬币
八个一元硬币
九个一元硬币
十个一元硬币
往前滚
155
173
180.6
162.6
往後滚
233
244
256
231
(三)实验二:外挂橡皮筋,不同地面,改变摩擦力与距离之关系
1.当回力罐缠绕橡皮筋数为三条时效果最好.橡皮筋数不同,缠绕所产生的弹力也不同,缠绕三条以上橡皮筋的弹力虽然比较强,但是彼此间纠结的情况也更明显,反而弹力无法全部供给给回力罐来运动.
2.在铺设不同地面的实验中,回力罐在木板地面滚动及回力较好.由於地面的摩擦力会影响轮子前进,若摩擦力太小,使得橡皮筋扭转的弹力反而造成空转,而摩擦力大的砂纸,就会使得轮子转动慢.
3.摩擦力较小时,向前滚会加长,向後滚会跟著加长,较大时,往前会减少 往回滚会跟著减少,如果太大时,会使往前减少,而往回时会跟著减少.就速度来讲,摩擦力大时速度快而摩擦力小的时候速度就会变慢.
橡皮筋数
两条
三条
四条
五条
往前滚
167
171
153
143
往後滚
303
312.6
271.3
262.3
不同的地面
玻璃地面
木板地面
铺设砂纸之地面
往前滚
52
183
58
往後滚
71
258
77
(四)实验三:使用罐子材质不同与距离的关系
1.因为铁罐不易裁剪与穿孔,所以我们在回力罐侧面家中竹筷.实验结果发现,回力罐的材质以用1500CC之保特瓶较好,由於斜坡的加速,且1500CC之保特瓶的轮周长大,扭转圈数相同时,前进後退的距离较长.
2.铁罐本身重量较大,导致往前滚减少,而往回时能量消耗又大,使他无法回到原点然而直径较大的宝特瓶会释放较多的能量所以往回较大,而直径小的宝特瓶较容易累积能量所以往前会增加但释放的能量较少使往回的距离减少.
瓶子种类
保特瓶1.5L
小保特瓶
铁罐
往前滚
187.6
165.6
145
往後滚
256
220
100
(五)实验四:回力罐侧面两孔间的距离不同与滚动距离的关系
1.在侧面两孔间的距离不同的实验中,以直径7公分的效果较好.侧面开孔距离愈远时,橡皮筋交叉夹角大,纠缠情形较不明显,产生的效果较好.
侧面两孔间的距离
7cm
5cm
3cm
往前滚
186
156
137.6
往後滚
217.6
203.3
186.3
(六)实验五:重物吊挂位置不同与滚动距离之关系
1.实验结果发现,当回力罐吊挂重物如图五时,效果较好.图三,图四仅有下滑滚动的距离,转的橡皮筋和重物,纠缠在一起,无法後退,而图五可减少橡皮筋纠缠前进後退距离最大.
2.若当重物吊挂位置不同且橡皮筋皆互相缠绕时,重物同时挂在两边上方,以及重物分别挂在一上一下的实验结果不同.重物同时挂在两边上方时,由於,两边各自累积弹力位能,会产生动能及扭力使得回力罐能滚回来;重物分别挂在一上一下时,由於两方累积的位能相反,所以无法滚回来.
重物位置
如图1
如图2
如图3
如图4
如图5
往前
134
133
86.3
87.6
180.6
往後
35
37
0
0
256
七,结论:
(一)回力罐利用罐内橡皮筋贮存运动的能量,再利用弹力回复至原来的能量,所以可以往後运动.
(二)在整个回力罐实验中可发现:
1回力罐吊挂在不同重物下,回力罐滚动的距离,以重物为九个一元硬币为最佳.
2外挂橡皮筋,铺设不同地面以改变摩擦力,当回力罐缠绕橡皮筋数为三条时效果最好,在铺设不同地面时,回力罐在木板地面滚动及回力较好.
3使用罐子材质不同与距离的关系,回力罐的材质以用1500CC之保特瓶较好.
4回力罐侧面两孔间的距离不同与滚动距离的关系,在侧面两孔间的距离不同的实验中,以直径7公分的效果较好.
5重物吊挂位置不同与滚动距离之关系,当回力罐吊挂重物如图五时,效果较好.