研究平抛运动的规律

研究平抛运动的规律

‎ ‎ 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] ‎ ‎ 平抛物体的运动可以看作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由落体运动。另小球作平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球作平抛运动的曲线，建立直角坐标系，测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值，利用公式y=gt2/2求出小球的飞行时间t，再利用公式x=vt，求出小球的水平速度，即为小球做平抛运动的初速度。 ‎ ‎[实验器材] ‎ 平板、重垂线、铅笔、刻度尺、小球、弧形斜槽、白纸、有孔的硬纸片。 ‎ ‎[实验步骤] ‎ ‎1、   安装调整斜槽，用图钉把白纸钉再竖直板上，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：用悬挂在槽口的重垂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中，，木板与斜槽的相对位置保持不变。 ‎ ‎3、   确定坐标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。 ‎ 3‎ ‎ ‎ ‎4、   描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，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得轨迹。 ‎ ‎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，并在曲线上选取ABCDEF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，y=gt2/2，计算出小球的初速度v0，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、  实验中必须保证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、  小球必须每次从同一位置滚下，即在斜槽上固定一个档板。 ‎ ‎3、  坐标原点（小球做平抛态度的起点）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，其轨道由图板左上角到达右上角，这样可以减小测量误差。 ‎ ‎5、  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。 ‎ ‎[巩固练习] ‎ ‎1、  在“研究平抛物体运动”实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中错误的是： ‎ A、  小球平抛的初速度不同 ‎ 3‎ ‎ ‎ B、   小球每次做不同的抛物线运动 ‎ C、  小球在空中运动的时间每次均不同 ‎ D、  小球通过相同的水平位移所用时间不同 ‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ a b c d 答案：C ‎ ‎2、如图所示，在“研究平抛物体运动”实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛运动的初速度的计算式为v0= （用L、g表示），其值是0.70m/s（取g=10m/s2），小球在b点的速率是0.875m/s。 ‎ 3‎