实验：研究平抛运动 一、实验目的 1.用描迹法描出平抛物体的运动轨迹； 2.根据运动轨迹求出平抛物体的初速度. 二、实验原理 物体的平抛运动可以看作是两个分运动的合成：一个是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动.利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时经过的若干不同位置，然后描出运动轨迹，建立坐标系，测出曲线上任一点的坐标x和y,利用公式 和 ，就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度. 三、实验器材 斜槽、白纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台. 四、实验步骤 1.安装调整斜槽 将白纸用图钉钉在竖直的木板的左上角（如图5-3-1所示），用平衡法调整斜槽末端水平，直到将小球轻放在斜槽的平直部分的末端，能使小球在平直轨道上的任意位置静止即可. 2.调整木板，确定坐标原点 用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球运动轨迹所在平面 且 ，把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，用铅笔在纸上把这个点记下来，O点即为 ，再利用重垂线画出通过O点的竖直线. 3.描点：使小球由斜槽某一位置无初速度滚下，离开水平槽后做平抛运动.先用眼睛粗略确定小球的运动轨迹,然后使小球从同一位置无初速度滚下,把笔尖放在粗略确定的位置处,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置记下这一点,用同样方法,在小球运动路线上描下若干点. 4.描绘平抛运动的轨迹:取下白纸,将纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动的轨迹. 一、研究平抛运动时的注意事项和误差分析 1.注意事项 （1）实验中必须调整斜槽末端的切线水平（检验是否水平的方法是：将小球放在斜槽末端水平部分，将其向两边各轻轻拨动一次，看其是否有明显的运动倾向）. （2）方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直. （3）小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下. （4）坐标原点即小球平抛的起点不是槽口的端点,应是小球在槽口时球心在木板上的投影点. （5）小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜. 2.误差分析 （1）安装斜槽时，其末端不水平. （2）小球做平抛运动受空气阻力影响，宜用密度大的金属小球. （3）小球每次滚下的初位置不尽相同. （4）建立坐标系时，可能误将斜槽末端端口作为坐标原点. 二、数据处理 1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 如图5-3-2所示，在x轴上作出等距离的几个点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，其与轨迹交点分别记为M1、M2、M3、…若轨迹是一条抛物线，则各点的y坐标和x坐标之间应该具有y=ax2的关系（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.计算平抛物体的初速度 （1）在轨迹曲线上任取几点（如A、B、C、D）. （2）用刻度尺和三角板分别测出所取点的坐标x和y. （3）根据平抛运动水平方向上是匀速直线运动（ ）及竖直方向上是自由落体运动（ ）,分别计算出小球的初速度v0,最后计算小球的初速度v0的平均值. 特别提醒 1.计算初速度时,要在平抛运动轨迹上选取距O点远些的点,以使结果更准确. 2.利用以上方法确定v0时,要以坐标原点为出发点 练习： (1)在图甲上标出O点及Ox，oy轴，并说明这两条坐标轴是如何做出的。 (2)说明判断槽口末端是否水平的方法。 (3)实验过程中应多次释放小球才能描绘出小球的运动轨迹,进行这一步骤应注意什么? (4)根据图中数据,求此平抛运动的初速度v0。 2、为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边 长均为5 cm，如果取g=10 m/s2，那么： （1）闪光频率是________Hz； （3）小球经过B点的速度大小是________m/s. （2）小球运动中水平分速度的大小是_____m/s； 3、如图所示，小球从平台A水平抛出落到平台B上，已知AB的高度差为h＝1.25m，两平台的水平距离为s＝5m，则小球的速度至少为多少时，小球才能够落到平台B上．（g取10m/s） h A 2 s B 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/a0cfe4738e9951e79b8927c7.html