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1、5.3实验：研究平抛运动实验：一.实验目的、原理、器材1.实验目的⑴用实验方法描出平抛运动的轨迹。（2）从实验轨迹求解平抛物体的初速度。2.实验原理平抛运动可以看做两个分运动的合运动:一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自曲落体运动。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。建立直角坐标系，测出曲线上的某一点的坐标x和y。利用平抛运动的规律进行分析轨迹，求出初速度。3.实验器材平板、重垂线、铅笔、刻度尺、小球、弧形斜槽、口纸、有孔的硬纸片。二.实验步骤1.安装调整斜槽，如图所示，用图钉把白纸钉在竖一
2、直板上，并固定斜槽，且保证斜槽末端的切线水平（保证平抛）。2.调整木板: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卜•落的竖直平面平行。然后把重垂线方向记录到木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程屮，木板与斜槽的相对位置保持不变。3.确定坐标原点0:把小球放在榊口处，用铅笔记下小在榊口时球心在白纸上的投影点0,0点即为坐标原点。4.描绘运动轨迹:利用图示的装置。让钢球从斜槽上滚下，从水平槽飞出后做平抛运动。只要每次都使钢球从斜槽上静止开始、同一位置滚K（平抛初速度相同），从而钢球在空中每次做平抛运动的轨迹重合。用铅笔
3、描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，取下口纸用平滑的曲线将这些点连起。问：斜榊粗糙程度有影响吗？三.注意事项1•实验小必须保证斜槽末端的切线水平，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.小球每次必须从同一位置滚卜，可在斜槽上固定一个挡板。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，球的球心在白纸上的投影点。4.要在斜轨上适当高度释放小球.使它以适当的水平初速度抛出.其轨道由口纸左上角到达右下角，这样可以减小测最误差。5.要在
4、平抛轨道上选取距0点远些的点来计算球的初速度•这样可使结果的误差较小。四.研究平抛运动的轨迹1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线方法一、代数运算（1）以抛出点O为坐标原点，垂线方向为y轴，水平方向为x轴.建立平而直角坐标系。（2）如图所示，在x轴上作出等距离的儿个点A1,A2.A2・・.对应在曲线上的位置。（3）测出一个点的x,y坐标，带入y=ax2,求出a.（4）测出其它点的x,y坐标，看上式是否满足,在误差范围内满足，则为抛物线。方法二、图彖法：建立y?x坐标系，根据所测得的各个点的坐标值分别计算出对应的22y值和x的值，在y?x坐标系
5、中描点，连接各点看是否在一条直线上,求出该直线的斜率2即为a值。2.计算初速度（1）已知抛出点：以口点为原点，用重垂线确定方向竖直向下的y轴，与y轴垂直的即水平向右的为x轴,建立如图所示坐标系，并在曲线上选取A,B,C,D,E,F…不同的点，用刻度尺和三角板测岀它们的坐标x和y,用公式x=vOt,y=算小球初速度，求平均值。（2）不知抛出点：曲线上取A、C,xAB=xBC=x,B、使测出x,并分别测出yAB、yBC•设每段时间为T12gt,分别带入各点所测值，计2vOT=x,yBC?yAB=gT2得vO=xyBCg?yAB五.其它平抛实验
6、1・描轨迹法2.喷水法3.频闪照相法六•例题分析例1.在“探究平抛运动的规律“的实验屮.可以描绘出小球做平抛运动的轨迹，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，记下平抛运动的初位置O点和过O点的竖直线。C.取下白纸.以O点为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑的曲线连接各点得到物体做平抛运动的轨迹。（1）完成上述步骤，将止确的答案填在线上。（2）上述实验步骤的合理顺序是。例2.如左图所示是“研究做平抛运动的物体的实验装置图。右图是实验后记录的数据,其中O点为抛出点，则此小球做平抛
7、运动的初速度为m/s,（重力加速度g取9.8m/s2）例3.某同学在做研究平抛运动的实验时，忘记记下斜槽末端位置，图屮的A点为小球运动一段时间后的位置，他便以A点为坐标原点，建立了水平方向和竖直方向的坐标轴，得到图示的图象，试根据图象求出：（1）小球做平抛运动的初速度（g取10m/s2）.（2）抛岀点的坐标例4.某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图甲所示。在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下,钢球滚过桌边后做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可
8、以上下自由调节。在木板上固定一张口纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：A.实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a,b,c三点，且ab=bc,如图乙所示。量出ab长度L=20.00
