实验：验证平抛运动

《实验：验证平抛运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3节实验：研究平抛运动一、实验目的(1)描出平抛物体的运动轨迹，并验证轨迹是一条抛物线。(2)根据运动轨迹求平抛物体的初速度。二、实验原理平抛运动可以看做两个分运动的合成，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。在直角坐标系上，它们的位移方程分别表示为x＝v0t、y＝gt2，令小球做平抛运动，利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹，则可作出小球做平抛运动的曲线。建立坐标系后，对曲线上的任一点均可求出其横坐标x、纵坐标y，用公式y＝gt2可求出小球从原点到该点的运动时间，再用公式x＝v0t则可求出小球做平抛运动的初速度。三、实验器材

2、斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。四、实验步骤1．安装调平将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末端切线水平。如图5－3－1所示。图5－3－12．建立坐标系用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近，把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，用重垂线画出过坐标原点的竖直线，作为y轴，画出水平向右的x轴。3．确定球的位置将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确

3、定做平抛运动的小球在某一x值处的y值，然后让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点。用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。4．描点得轨迹取下坐标纸，将坐标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轨迹。五、数据处理1．计算初速度在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x，y)，并记录在下面的表格中，已知g值，利用公式y＝gt2和x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值。ABCDEFx/mmy/

4、mmv0＝x/(m·s－1)v0的平均值2．验证轨迹是抛物线抛物线的数学表达式为y＝ax2，将某点(如B点)的坐标x、y代入上式求出常数a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐标近似都成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线。六、误差分析(1)斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动。(2)确定小球运动的位置时不准确。(3)量取轨迹上各点坐标时不准确。七、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任一位置，看其是否能静止)。(2)方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查

5、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。(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。(6)在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。八、获得平抛运动轨迹的其他方法1.喷水法如图5－3－2所示，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴。图5－3－2水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。将它描在背后的纸上，进行分析处理。2．频闪

6、照相法用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹，如图5－3－3所示。由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的，只要测量相邻两照片上小球的水平位移，就很容易判断平抛运动水平方向上的运动特点。图5－3－3实验原理及实验步骤[例1]　在“探究平抛物体的运动规律”的实验中，可以描绘出小球做平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A．让小球多次从________位置上滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。B．安装好器材，注意________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹。(1)完成

7、上述步骤，将正确的答案填在横线上。(2)上述实验步骤的合理顺序是________________。[解析]　(1)A中为了保证小球每次平抛初速度相同，轨迹重合，应让小球从同一位置滚下。B中为了保证小球做平抛运动，要注意斜槽末端切线水平。(2)上述实验步骤的合理顺序是BAC。[答案]　(1)A.同一　B．斜槽末端切线水平　(2)BAC实验数据的处理[例2]　在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25cm。若小球在做平抛运动途中的几个位置如图5－3－4中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度v0＝__________

8、(用L、g表示)，其值是__________(g取9.8m/s2)。图5－3－4[解析]　根据题意，仔细审查图中a、b、c