实验17探究讲义平抛运动的规律定律

六、误差分析 1．安装斜槽时，其末端切线不水平． 2．小球每次滚下的初位置不尽相同． 3．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点，实
际上应是末端端口上的小球球心位置为坐标原点． 4．空气阻力使小球不是真正的平抛． 5．记录各点以及其坐标不够准确．
1.在做“研究平抛物体的运动”的实验时，除了木板、小球、
把白纸从木板上取下来，用三角板过O作与竖直方向垂 直的x轴，将一系列所描的点用平滑的曲线连接起来．
(2)求平抛小球的初速度
①以O点为原点，水平方向为x轴，竖直向下方向为y轴建
立坐标系．
②在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点，测
出它们的x、y坐标值，记到表格内． ③把测到的坐标值依次代入公式 v0＝x
住的小 球B同时自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，
发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该实验ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 象说明
了A球在离开轨道后
( C)
A．水平方向的分运动是匀速直线运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．竖直方向的分运动是自由落体运动
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
图实－5－5
3．下面是做“研究平抛物体的运动”实验的步骤 A．将钢球从斜槽上的某点释放，它离开槽后在空间做平抛运 动，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好 从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一 点； B．以斜槽末端作为平抛运动的起点O，在白纸上标出O的位置； C．取下白纸，在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平直线Ox； D．用光滑曲线把记录小球通过的位置的若干点连接起来， 就得到平抛运动的轨迹，由于测定各个点时存在误差，所画的 曲线可不通过个别偏差大的点，但必须保持曲线光滑，不允许 出现凹陷处；
实验17探究平抛运 动的规律定律
一、实验目的 1．通过实验描出平抛物体运动的轨迹． 2．学会测平抛运动初速度的方法．
二、实验原理
平抛运动可以看做是两个分运动的合成：一是水平方
向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度；
另一个是竖直方向的自由落体运动，先目测小球通过的一
系列位置，然后利用铅笔确定平抛运动小球通过的确切位
(2)乙同学将斜槽轨道末端点取为坐标原点建立了坐标系并标出 了相应坐标数值，如图乙所示，则钢球的半径为___1_____cm.
图实－5－2
3.利用单摆来研究平抛物体的运动，设计方案如图实－5－3所 示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至 电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L， 悬点到木板的距离OO′＝h(h>L)． (1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：
置，描出运动轨迹，以抛出点为原点，初速度方向为 x 轴，
竖直向下为 y 轴建立坐标系．测出曲线上任一点的坐标 x
和
y，利用公式
x
＝v
t
和
y＝1gt2 2
就可求出小球的水平分速
度，即平抛物体的初速度．
三、实验器材 斜槽(附金属小球)、木板及竖直固定支架、白纸、
图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔．
四、实验步骤 (1)把斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面外，调节末 端使其 切线水平固定． (2)在带有支架的木板上，用图钉钉好白纸，并让竖放 木板左 上方靠近槽口，使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平 行．(如图实－5－1所示)
保证小球沿水平方向抛出
(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球
落到木板上的C点，O′C＝s，则小球做平抛
运动的初速度v0为
s
____g． 2(h L
)
(3)在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直 方向的夹角θ，小球落点与O′点的水平距离s将随之改变，经多 次实验，以s2为纵坐标、cosθ为横坐标，得到如图实－5－4所 示图象．则当θ＝30°时，s为____0_.5_2__m；若悬线长L＝1.0 m， 悬点到木板间的距离OO′为 _____1_.5_m.
斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是 ( CF )．
A．游标卡尺
B．秒表
C．坐标纸
D．天平
E .弹簧测力计
F．重垂线
实验中，下列说法正确的是___A_D____． A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端可以不水平 D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适
图实－5－4
1．下列哪些因素会使该实验的误差增大 A．小球与斜槽间有摩擦
(B )
B．安装斜槽时其末端切线不水平
C．建立坐标系时，y轴竖直
D．根据曲线计算平抛运动初速度时，在曲线上取作计算
的点离原点O较远
2.如图实－5－5所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，
离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸
平抛的初速度，并计算其平均值．
g ，求出小球 2y
六、注意事项 1．实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平，木板必须处在竖 直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动 靠近图板但不接触． 2．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下，即在斜槽上固 定一个挡板，每次都从挡板位置释放小球． 3．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，球心在木板上的水平投影点． 4．要用平滑的曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大的点． 5．要在斜槽上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度 抛出，其轨迹由图板左上角到达右下角；要在平抛轨迹上选取距 O点远一些的点来计算小球的初速度，这样可以减小测量误差．
图实－5－1
(3)把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上，描 出点O，过O用重垂线描出竖直方向．
(4)让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下，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， 并记下这一点，以后依次改变x值，用同样的方法确定 其他各点的位置．
五、数据处理 (1)描轨迹
当多一些 E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲
线把所有的点连接起来
2.甲、乙两同学在研究平抛运动规律的实验中，各自让钢球多 次沿同一轨道运动，通过描点法画出钢球平抛运动的轨迹． (1)甲同学在实验中得到A、B、C三点的坐标标记如图实－5－ 2甲所示，坐标原点为抛出点，其中_____B___点的位置或坐标 有明显错误，根据你认为正确的数据计算出钢球平抛的初速度 为1_._0_m__/_s__(g＝10 m/s2)．