高三物理复习实验 研究平抛物体的运动

高三物理复习 实验 研究平抛物体的运动
知识梳理
实验目的
描出平抛物体的运动轨迹；根据运动轨迹求出平抛物体的初速度。

实验原理
平抛运动可以看做是两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度；另一个是坚直方向的自由落体运动。

通过确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x 和y ，利用公式x=vt 和2gt 2
1y =就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。

实验器材
斜槽、坐标纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角尺、铅笔、铁架台。

实验步骤
1．将坐标纸钉在坚直的木板的左上角。

2．使斜槽末端点O 的切线水平，在纸上把这个点O 记下来，利用重垂线画出通过O 点的坚直线。

3．让小球从斜槽上一个确定的位置自由下滑，用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x 值处（如x=1cm ）的y 值，再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．用同样的方法，找出小球平抛轨迹上的一系列位置。

5．用平滑的曲线把所记下的小球通过的位置连接起来就得出小球做平抛运动的轨迹。

6．以O 为原点，画出坚直向下的y 轴和水平向右的x 轴。

7．从曲线上选取A 、B 、C 、D 、E 、F 六个不同的点，测出它们的坐标，记录在设计的表内。

8．将各位置的坐标（x ，y ）值，分别代入公式g y 2/x v 0=中，计算出小球平抛运动的初速度，并计算其平均值，即为所求的平抛运动的初速度。

注意事项
1．保证斜槽末端点的切线水平，方木板坚直且与小球下落的平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触。

2．小球每次从斜槽同一位置滚下。

3．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。

4．要选取距O 点远些的点来计算小球的初速度，这样可减小误差。

典例精析
例 如图（甲）是研究平抛运动的实验装置图，图（乙）是实验后在白纸上作的图及所测的数据。

（1）在图（甲）上标出O 点及Ox 轴，Oy 轴，并说明这两条坐标现是如何作出来的。

（2）说明判断槽口切线是否水平的方法。

（3）实验过程中需要经过多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹，进行这一实验步骤时应注意什么？
（4）根据图（乙）中给出的数据，计算出此平抛运动的初速度v 0。

解析 （1）利用拴在槽口处的重垂线作出Oy 轴，Ox 轴与Oy 轴垂直。

（2）将小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滚动，也不向外滚动，说明槽口末端是水平的。

（3）应注意每次小球都是从轨道的同一位置由静止释放。

（4）由2gt 21y =得g
y 2t =， 所以，s /m 6.1y 2g /x t x v 0===。