真空玻璃管中物体的运动

实验目的

比较有空气和真空中不同物体的下落情况，认识空气阻力的影响。

实验原理

管内有空气时，羽毛受到的空气阻力相对其重力较大，下落比金属片慢。抽成真空后，物体只受重力，由牛顿第二定律 mg=ma，得 a=g，加速度与质量无关，所以不同物体同时落地。

实验器材

• 牛顿管（带阀门的玻璃管）
• 金属片
• 羽毛
• 真空泵
• 橡胶管

实验步骤

1. 观察管内的金属片和羽毛，此时管内充有空气。
2. 迅速把管倒置，观察两个物体下落的快慢。
3. 接上真空泵抽气，抽气后关闭阀门。
4. 再次迅速把管倒置，观察两个物体下落的情况。
5. 比较两次现象，分析产生差异的原因。

实验现象与结论

管内有空气时，金属片很快落到底部，羽毛飘着缓慢下落。抽成真空后，金属片和羽毛几乎同时落到底部。说明下落快慢不同是空气阻力造成的，只受重力时，物体下落的加速度相同。

注意事项

• 使用前检查玻璃管有无裂纹。
• 抽气后的管不要摔碰或用力摇晃。
• 管内抽气程度越高，越要轻拿轻放。

常见问题

为什么真空中羽毛和金属片同时落地？

真空中两者都只受重力，加速度都等于重力加速度g，与质量无关，所以下落一样快。

实验中的管内是绝对真空吗？

不是，只是抽到空气很稀薄，空气阻力可以忽略，近似为真空。