牛顿管实验改进

牛顿管实验主要用来演示引出自由落体的定义，并用来说明“不同物体的自由落体运动，它们的运动情况是相同的”。但由于物体下落是通过把玻璃筒翻转过来而实现的，因此不可避免的会出现以下的缺点：1、将玻璃管倒立的过程中，筒内重物具有了初速度；2、由于重物的初速度具有水平分量，所以如果没有器壁阻挡，它的运动轨迹将是一条抛物线，而不会是垂直下落；3、重物在运动过程中除了受重力以外，还受到器壁的作用力，这三点都与自由落体运动的定义不吻合。

为了取得理想的实验效果，我们可以对牛顿管进行改进。把牛顿管内装的铁片涂上绿的油漆，羽毛染成鲜红色并粘上微小铁屑；玻璃管的顶端安上可以自由取放磁铁装置，在玻璃管下端有抽气嘴。这样改进后，铁片和羽毛就可以被磁铁吸在玻璃管的顶部，演示时只要移开顶部的磁铁，不必翻转玻璃管就可以实现铁片和羽毛同时自由下落，克服了用老式牛顿管演示时所产生的缺点，并可以控制开始下落的时间，老师演示起来轻松，学生观察起来也从容。而且色彩艳丽的铁片和羽毛可以克服由于玻璃管反光带来的影响，增强了实验的科学性，可控性、可见性，通过对比演示，学生可以清晰地观察到，当玻璃管内有空气时，铁片比羽毛下落的要快，抽掉空气后，羽毛和铁片同时下落，演示效果直观清晰。