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  研究平抛运动

  基本实验要求

  1.实验目的

  (1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹.

  (2)用实验轨迹求解平抛物体的初速度.

  2.实验原理

  使小球做平抛运动,利用描迹法描绘小球的运动轨迹,建立坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,由公式:x=v0t和y=gt2,可得v0=x.

  3.实验器材(以斜槽法为例)

  斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.

  4.实验步骤(以斜面小槽法为例)

  (1)按实验原理图甲所示安装实验装置,使斜槽末端水平.

  (2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.

  (3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法,在小球运动路线上描下若干点.

  (4)将白纸从木板上取下,从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线,如实验原理图乙所示.

  5.实验注意事项

  (1)固定斜槽时,要保证斜槽末端的切线水平,保证小球的初速度水平.

  (2)固定木板时,木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.

  (3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放,为此,可在斜槽上某一位置固定一个挡板.

  (4)要在斜槽上适当高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨迹由木板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差.

  (5)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.

  (6)计算小球的初速度时,应选距抛出点稍远一些的点为宜,以便于测量和计算.

  6.计算平抛运动的初速度

  (1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)

  在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y,就可求出初速度v0.因x=v0t,y=gt2,故v0=x.

  (2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)

  如图所示,在轨迹上任取三点A、B、C,使A、B间及B、C间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知,A、B间与B、C间所用时间相等,设为t,则Δh=hBC-hAB=gt2

  所以t=,所以初速度v0==x.

  考点一 实验原理及实验操作

  (多选)在做“研究平抛运动”实验时,下列说法正确的是( ACD )

  A.安装有斜槽的木板时,一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直

  B.斜槽必须光滑

  C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放

  D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动水平和竖直分运动的规律

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