高中物理 平抛运动实验

平抛运动实验 实验目的实验目的 1 用实验的方法描出平抛运动的轨迹描出平抛运动的轨迹 2 根据平抛运动的轨迹求初速度初速度 实验原理实验原理 1 用描迹法描迹法画出小球平抛运动的轨迹 2 建立坐标系 测出轨迹上某点的坐标 x y 根据 x v0t y gt2得初速度 v0 x 1 2 g 2y 实验器材实验器材 斜槽 小球 方木板 铁架台 白纸 图钉 铅垂线 三角板 铅笔及刻度尺 实验步骤实验步骤 1 安装器材与调平 将斜槽放在水平桌面上 其末端伸出桌面外 调节末端使其切线水平后固定 检查斜槽末端是否水平的方法 将小球放在斜槽末端水平轨道的任意位置 小球都不滚动 则可认为 斜槽末端水平 精细的检查方法是用水平仪调整 2 用图钉把坐标纸钉在木板上 让木板竖直固定 其左上方靠近槽口 用铅垂线检查坐标纸上的竖线是 否竖直 整个实验装置如图所示 用铅垂线把木板校准到竖直方向 使小球平抛的轨道平面与板面平 行 保证在重复实验的过程中 木板与斜槽的相对位置保持不变 3 建立直角坐标系 xOy 以小球做平抛运动的起点 O 为坐标原点 从坐标原点 O 画出竖直向下的 y 轴和水平向右的 x 轴 确定坐标原点 O 的方法是 把小球放在槽口末端处 用铅笔记下这时小球的 球心在坐标纸上的水平投影点 O 即为坐标原点 不是槽口端点 4 确定小球位置 让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下 从 O 点开始做平抛运动 先用眼睛粗略估计 小球在某一 x 值处 如 x 1 cm 或 2 cm 等 的 y 值 然后用铅笔尖指着这个位置 让小球从原释放 处开始滚下 看是否与铅笔尖相碰 如此重复数次 较准确地确定小球通过的这个位置 并在坐标纸 上记下这一点 5 依次改变 x 值 用与 4 同样的方法确定小球通过其他各点的位置 6 描点画轨迹 取下坐标纸 将 4 5 中所描出的各点用平滑曲线连接起来 这就画出了小球做平抛运动 的轨迹曲线 所画曲线可不通过个别偏差较大的点 但必须保持曲线平滑 不允许出现凹陷处 注意事项注意事项 1 固定斜槽时 必须注意使通过斜槽末端点的切线保持水平 以使小球离开斜槽后做平抛运动 2 木板必须处在竖直平面内 与小球运动轨迹所在的竖直平面平行 使小球的运动靠近图纸但不接触 3 在斜槽上设定位卡板 使小球每次都从定位卡板所确定的同一位置由静止开始滚下 以保证重复实验 时 小球做平抛运动的初速度相等 4 应在斜槽上适当的高度处释放小球 使小球能以适当的水平速度抛出 其运动轨迹由图板左上角 到右下角 这样可以充分利用坐标纸 减小测量误差 5 由平抛运动方程求小球平抛的初速度时 应选取在平抛运动轨迹上离坐标原点 O 较远的点的坐标 数据来进行计算 这样既便于测量又减小了误差 数据分析数据分析 1 判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 如图所示 在 x 轴上作出几个等距离的点 A1 A2 A3 把线段 OA1 的长度记为 l 则 OA2 2l OA3 3l 由 A1 A2 A3 向下作垂线 与轨迹的交点记为 M1 M2 M3 若轨迹是一条 抛物线 则各点的 y 坐标和 x 坐标应该具有 y ax2的形式 a 是待定常量 用刻度尺测量某点的 x y 两个坐标值 代入 y ax2 求出 a 再测量其他几个点的 x y 坐标值 代入 y ax2 若在误差范围内都满足 这个关系式 则这条曲线是一条抛物线 2 求小球平抛的初速度 v0 所描绘的轨迹曲线上选取 A B C D E F 六个不同的点 测出它们的坐标值 将各点坐标值代入 v0 x中 求出小球做平抛运动的初速度 v0 g 2y 记录各点求得的初速度 最后算出初速度 v0 的平均值 并做好记录 误差分析误差分析 1 安装斜槽时 其末端切线不水平 造成小球并非做平抛运动 测量的数据不准确 2 建立直角坐标系时 误以斜槽末端端口位置为坐标原点 实应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点 3 小球每次从槽上开始滚下的位置不相同 使得平抛的初速度也不相同 1 在做 研究平抛运动 的实验时 让小球多次沿同一轨道运动 通过描点法画出小球做平抛运动的轨 迹 为了能较准确地描绘运动轨迹 下面列出了一些操作要求 你认为正确的是 A 通过调节使斜槽的末端保持水平 B 每次必须由静止释放小球 C 固定白纸的木板必须调节成竖直 D 每次释放小球的位置必须不同 E 将小球经过不同高度的位置记录在纸上 取下纸后 用直尺将点连 成折线 2 某学生在做 研究平抛运动 的实验中 忘记记下小球做平抛运动 时的起点位置 O 为物体运动一段时间后的位置 取为坐标原点 平 抛的轨迹如图所示 根据轨迹的坐标求出物体做平抛运动的初速度 v0 m s 取 g 10 m s2 3 在 研究平抛运动 实验中 用印有小方格的纸记录轨迹 小方格的边