实验《研究平抛物体的运动》.doc

研究平抛物体的运动学习材料教学目的：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。实验器材：平抛运动实验器（包括支架、斜槽、图板、铁夹子）坐标纸、小球、重垂线、刻度尺、铅笔实验原理： 抛物体的运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。建立以抛出点O为坐标原点的平面直角坐标系（取初速度V0方向为x轴正方向，重力方向即竖直向下为y轴正方向。），用描点法描出小球的运动轨迹，测出轨迹上某一点的坐标（X，Y）利用公式，求出小球的运动时间，再利用公式X= V0t求出初速度实验步骤：1、把平抛运动实验仪器放在桌面上，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，并记在下表中：XYA点B点C点D点E点F点7、利用公式，由各组测量值分别求出小球做平抛运动的初速度，最后求出V0的平均值，并记在上表中。注意事项：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。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。思考题：1、在实验过程中小球与斜槽之间的摩擦力对实验误差是否有影响？2、描出平抛运动的轨迹后，为计算其初速度，需测量的数据有，小球初速度的计算式V0=3、实验过程中采用由多个点分别得出小球做平抛运动的初速度，进而取它们的平均值作为测量结果，这样做的目的是4、实验过程中，应使小球每次都从斜槽上的同一位置自由滚下的目的是，应使水平槽部分沿水平方向的目的是。0 Y/cm32.019.6AX/cm49.044.1B5、右图是平抛运动的实验过程中描出的小球运动轨迹及测量出的一些数据，根据给出的数据，计算平抛运动的初速度（图中O点为平抛运动的起点）例：某学生在“研究平抛运动的实验”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，A点为物体运动一段时间后的位置，右图为小球运动轨迹的一部分，根据右图中的数据求出物体做平抛运动的初速度V0（g取10m/s2）AY/cm2015BX/cm4040C解：A点至B点及B点至C点的水平位移相等，可见A点至B点及B点至C点的时间相等（设为T）平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动竖直方向上两段连续相等时间内的位移，、之差等于（a=g）即-= 0.25-0.15=10解得T=0.1s初速度小球从同一高度滑下而算出的初速度不同，引起误差的原因可能是：重做实验时坐标纸位置发生改变，使描出的各点迹