研究平抛物体的运动

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1、实验七研究平抛物体的运动 【实验目的】1．用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。2．从实验轨迹求平抛物体的初速度。【实验原理】OXYyxA图7－1平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系，测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值，利用公式y=gt2求出小球的飞行时间t，再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。 【实验器材】斜槽，竖直固定在铁架台上的木板，白纸，图钉，小球，有孔的卡片，刻度尺，重锤线

2、。斜槽木板RA图5－2铁架台【实验步骤】1．安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。2．调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。3．确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点O，O点即为坐标原点。4．描绘运动轨迹：让小球从斜槽上的定位器处释放，观察小球的运动轨迹，并在

3、木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面与小球的运动轨垂直，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘，然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。5．计算初速度：以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴（过O点作y轴的垂线），并在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y，用公式x=v0t和y=gt2计算出小球的初速度v

4、0，最后计算出v0的平均值，并将有关数据记入表格内。 【注意事项】1．实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。2．小球必须每次从斜槽上同一位置滚下。3．坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球的球心在木板上的水平投影点。4．要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。【误差来源与分析】1．安装斜槽时,其末端切线不水平。2．建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点，实际上应是末端端口上的小球球心位置为坐标原点。3．要选取距O点远些的点来

5、计算小球的初速度，这样可以减少误差。 【例题】1．下列哪些因素会使“研究平抛物体的运动”实验的误差增大()A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远 2.在做“研究平抛物体的运动”这一实验时，下面哪些说法是正确的()A．安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平B．每次进行实验时，都要让小球从同一位置开始由静止释放C．在实验过程中，小球与槽的摩擦不可避免，但这并不影响实验结果D．为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量 3.在“研究平抛物体运动”的实验

6、中，为了正确描出小球的平抛运动的轨迹，在固定弧形槽时，应注意使____________．实验时每次使小球下滚时都应注意____________．记录纸上的竖直线要利用___________画出． 4.如图所示,一个学生在做研究平抛物体运动的实验时,用描点法在纸上画出了如图所示的一段曲线,但是他只在纸上画出了初速度的方向Ox,而忘了记下斜槽轨道末端的位置.请利用图中给出的曲线和Ox水平轴的方向,测量出必要的数据,计算出这个平抛运动的初速度.   5．如图所示，在做“研究平抛物体的运动”的实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如

7、图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=________(用、g表示)，其值是________（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是________。  y/cmx/cmABCDE102030401020304015图5－46．某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中，忘记记下小球抛出点的位置O，如图5－4所示，A为物体运动一段时间后的位置。g取10m/s2，根据图象，可知平抛物体的初速度为；小球抛出点的位置O的坐标为     7.如图是研究