实验:研究平抛运动

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本节为研究平抛运动的实验


实验目的

(1)描绘出平抛运动的运动轨迹

(2)计算平抛运动的初速度

实验原理

平抛运动可以看成水平方向匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的和运动,可以以抛出点为坐标原点建立直角坐标系,水平方向为x轴,竖直方向为y轴,根据平抛运动规律,则有:

x轴:x=

y轴:y=

联立上两式子可得(其中x和y可以在实验中测量出来)

实验器材和装置图

器材:坐标纸、钢球、重垂线、刻度尺、铅笔 、平抛运动实验器(平抛导轨)、支架、斜槽、图板、铁夹子

装置图如下:

实验步骤

1、把平抛运动实验仪器(平抛导轨)放在桌面上,并把坐标纸夹在图板上,调节实验器底部的螺丝,使斜槽的水平部分水平。同时,借助重垂线,通过调节底板螺丝使图板位于竖直面上,且使坐标纸的竖直线沿竖直方向(必要时应适当调整坐标纸位置)。

2、选定小球离开斜槽末端时所在的位置为坐标原点O,从坐标点画出竖直向下的y轴与水平向右的x轴。

3、使小球由斜槽上的某一固定位置自由滚下,并由O点开始做平抛运动,先用眼睛粗略地确定出小球在某一x值处的Y值,然后使小球从原来开始滑下时的位置自由滚下,在粗略确定的位置附近,用铅笔较准确地确定小球通过的位置,并在坐标纸上记下这一点。

4、重复步骤3确定小球通过的其它位置(每次都应使小球从斜槽上的同一位置自由滚下)

5、取下坐标纸,根据描出的一系列位置,用平滑曲线描出小球做平抛运动的轨迹。

6、在轨迹上选取距O点远些的3个点A、B、C,用毫米刻度尺测出各点的横坐标X和坐标轴Y。

7、分别利用A、B、C三点,计算平抛运动的初速度,最后取平均值。

平抛运动实验注意的事项

1、应使斜槽的水平槽的水平槽部分水平,这样才能使小球离开斜槽时的速度沿水平方向,以确保小球做平抛运动。检查方法:看小球是否能静止在水平槽末端附近的任何位置

2、小球每次应从斜槽上的同一位置自由滚下。这样做才能使小球每次做平抛运动的初速度相同。小球开始滚下的位置应适当,使其轨迹能从图板的左上角至右下角,以减小测量过程中产生的误差。

3、图板应处在竖直面内,并使小球的运动靠近图板但不接触。(减速平抛运动过程中的阻力)

4、实验过程中要保持仪器及坐标纸的位置不发生改变。

5、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,即端点上r(小球半径)处。

6、应取距O点较远的点计算小球做平抛运动的初速度,以减小实验误差。

7、选用的小球最好体积较小密度较大,减小实验误差。

最后说明:以上方法计算平抛运动的初速度,是知道平抛运动抛出点的情况下计算得出的,如果不知道抛出点就不能这样计算,题目一般不知道抛出点,告诉的是平抛运动轨迹上三个相邻相等时间间隔的点,往往我们是利用平抛运动的特点在竖直方向计算每两个点之间的时间间隔,然后在由水平方向计算平抛运动的初速度。


练习文档

实验《研究平抛物体的运动》练习


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