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平抛运动实验 【实验目的】 (1) 用实验的方法 描出平抛运动的轨迹 ． (2) 根据平抛运动的轨迹求 初速度 ． 【实验原理】 (1) 用描迹法 画出小球平抛运动的轨迹． ＝ 0 ＝1 2 得初速度 v0＝ x g 2y(2)建立坐标系，测出轨迹上某点的坐标 【实验器材】 x、 y，根据 x v t、 y 2gt . 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】 (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 心在坐标纸上的水平投影点 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 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 让小球从原释放处 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， 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】 )． (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 的初速度相等． (4) 在斜槽上适当的高度 放小球， 使小球能以适当的水平速度抛出， 其运 迹由 板左上角到右下角， 可以充分利用坐 ，减小 量 差． (5)由平抛运 方程求小球平抛的初速度 ， 取在平抛运 迹上离坐 原点 O 的点的坐 数据来 行 算， 既便于 量又减小了 差． 【数据分析】 (1) 判断平抛运 的 迹是不是抛物 ： A1、A2、A3、⋯，把 段 OA1 的 度 l ， OA 2＝ 2l， 如 所示，在 x 上作出几个等距离的点 OA ＝ 3l ，由 A 、 A 、A 、⋯向下作垂 ，与 迹的交点 M 、M 、 M 、⋯ .若 迹是一条抛物 ， 3 1 2 3 1 2 3 各点的 y 坐 和 x 坐 具有 y＝ ax2 的形式 (a 是待定常量 )，用刻度尺 量某点的 x、y 两个坐 ， 代入 y＝ ax2 求出 a.再 量其他几个点的 x、 y 坐 ，代入 条曲 是一条抛物 ． (2) 求小球平抛的初速度 v0： ①所描 的 迹曲 上 取 y＝ ax2，若在 差范 内都 足 个关系式， A、 B、C、 D、 E、 F 六个不同的点， 出它 的坐 ． g ②将各点坐 代入 v0＝x 2y中，求出小球做平抛运 的初速度 v0. ③ 各点求得的初速度，最后算出初速度 v0 的平均 ，并做好 ． 【 差分析】 (1) 安装斜槽 ，其末端切 不水平，造成小球并非做平抛运 ， 量的数据不准确． (2) 建立直角坐 系 ， 以斜槽末端端口位置 坐 原点 ( 以末端端口上的小球球心位置 坐 原点 )． (3) 小球每次从槽上开始 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 ”的 ， 小球多次沿同一 道运 ， 通 描点法画出小球做平抛运 的 迹． 了能 准确地描 运 迹，下面列出了一些操作要求，你 正确的是（ A ．通 使斜槽的末端保持水平 B．每次必 由静止 放小球 C．固定白 的木板必 成 直 D．每次 放小球的位置必 不同 E．将小球 不同高度的位置 在 上，取下 后，用直尺将点 成折 ） (2) 某学生在做 “研究平抛运 ” 的 中， 忘 下小球做平抛运 的起点位置， O 物体运 一段 后的位置，取 坐 原点，平抛 的 迹如 所示，根据 迹的坐 求出物体做平抛运 的初速度v0＝ ___________m/s.( 取 g＝10 m/s2) (3) 在“研究平抛运 ” 中，用印有小方格的 迹，小方格的 L＝ 1.6 cm ，若小球在平抛运 途中的几个位置如 中的 a、 b、 c、d 所示， v0＝ ________( 用 L 、 g 表示 ) ，其 是 小球的平抛初速度的 算式 ________，小球在 b 点的速率 ________． (取两位有效数字， g＝ 10 m/s2) 本文来源：https://www.dywdw.cn/83a6cf43dd80d4d8d15abe23482fb4daa48d1d66.html
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2023-04-28
