平抛运动实验 【实验目的】 (1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹． (2)根据平抛运动的轨迹求初速度． 【实验原理】 (1)用描迹法画出小球平抛运动的轨迹． 1(2)建立坐标系，测出轨迹上某点的坐标 x、y，根据 x＝v0t、y＝gt2得初速度v0＝x2 【实验器材】 斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、铅垂线、三角板、铅笔及刻度尺 g. 2y 【实验步骤】 (1) 安装器材与调平：将斜槽放在水平桌面上，其末端伸出桌面外，调节末端使其切线水平后固定． 检查斜槽末端是否水平的方法：将小球放在斜槽末端水平轨道的任意位置，小球都不滚动，则可认为斜槽末端水平．精细的检查方法是用水平仪调整． (2)用图钉把坐标纸钉在木板上，让木板竖直固定，其左上方靠近槽口，用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，整个实验装置如图所示．用铅垂线把木板校准到竖直方向，使小球平抛的轨道平面与板面平行，保证在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变． (3)建立直角坐标系 xOy：以小球做平抛运动的起点 O 为坐标原点，从坐标原点 O 画出竖直向下的 y 轴和水平向右的 x 轴．确定坐标原点 O 的方法是：把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时小球的球心在坐标纸上的水平投影点 O，即为坐标原点(不是槽口端点)． (4)确定小球位置：让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下，从 O 点开始做平抛运动．先用眼睛粗略估计小球在某一 x 值处(如x＝1 cm 或 2 cm 等)的 y 值，然后用铅笔尖指着这个位置，让小球从原释放处开始滚下，看是否与铅笔尖相碰，如此重复数次，较准确地确定小球通过的这个位置，并在坐标纸上记下这一点． (5)依次改变 x 值，用与(4)同样的方法确定小球通过其他各点的位置． (6)描点画轨迹：取下坐标纸，将(4)(5)中所描出的各点用平滑曲线连接起来，这就画出了小球做平抛运动的轨迹曲线(所画曲线可不通过个别偏差较大的点，但必须保持曲线平滑，不允许出现凹陷处)． 【注意事项】 (1)固定斜槽时，必须注意使通过斜槽末端点的切线保持水平，以使小球离开斜槽后做平抛运动． (2)木板必须处在竖直平面内，与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，使小球的运动靠近图纸但不接触． (3)在斜槽上设定位卡板，使小球每次都从定位卡板所确定的同一位置由静止开始滚下，以保证重复实验时，小球做平抛运动的初速度相等． 【数据分析】 (1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线： 如图所示，在 x 轴上作出几个等距离的点 A1、A2、A3、…，把线段OA1 的长度记为l，则OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、M3、….若轨迹是一条抛物线，则各点的 y 坐标和 x 坐标应该具有 y＝ax2的形式(a 是待定常量)，用刻度尺测量某点的 x、y 两个坐标值，代入y＝ax2 求出a.再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线． (2)求小球平抛的初速度 v0： ①所描绘的轨迹曲线上选取 A、B、C、D、E、F 六个不同的点，测出它们的坐标值． ②将各点坐标值代入v0＝xg2y中，求出小球做平抛运动的初速度 v0. (4)应在斜槽上适当的高度处释放小球，使小球能以适当的水平速度抛出，其运动轨迹由图板左上角到(5)由平抛运动方程求小球平抛的初速度时，应选取在平抛运动轨迹上离坐标原点 O 较远的点的坐标右下角，这样可以充分利用坐标纸，减小测量误差． 数据来进行计算，这样既便于测量又减小了误差． ③记录各点求得的初速度，最后算出初速度 v0 的平均值，并做好记录． 【误差分析】 (1)安装斜槽时，其末端切线不水平，造成小球并非做平抛运动，测量的数据不准确． (2)建立直角坐标系时， 误以斜槽末端端口位置为坐标原点(实应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点)．(3)小球每次从槽上开始滚下的位置不相同，使得平抛的初速度也不相同． (1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的是（ ） A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次必须由静止释放小球 C．固定白纸的木板必须调节成竖直 D．每次释放小球的位置必须不同 E．将小球经过不同高度的位置记录在纸上，取下纸后，用直尺将点连成折线 (2)某学生在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动时的起点位置，O 为物体运动一段时间后的位置，取为坐标原点，平抛的轨迹如图所示，根据轨迹的坐标求出物体做平抛运动的初速度 v0＝___________m/s.(取 g＝10 m/s2) (3)在“研究平抛运动”实验中，用印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 L＝1.6 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、b、c、d 所示，则小球的平抛初速度的计算式为 v0＝________(用 L、g 表示)，其值是________，小球在 b 点的速率为________．(取两位有效数字，g＝10 m/s2) 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/56e6daee31d4b14e852458fb770bf78a65293afb.html