實驗 研究平拋運(yùn)動 一 實驗?zāi)康?1 用實驗方法描出平拋物體的運(yùn)動軌跡 2 從實驗軌跡求平拋物體的初速度 二 實驗器材 斜槽 鐵架臺 木板 坐標(biāo)紙 白紙 小球 圖釘 鉛筆 有孔的卡片 刻度尺 重錘線 三 實驗原理 用描跡法 平拋物體的運(yùn)動可以看作是兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動 一是水平方向的勻速直線運(yùn)動 另一個是豎直方向的自由落體運(yùn)動 令小球做平拋運(yùn)動 利用描跡法描出小球的運(yùn)動軌跡 即小球做平拋運(yùn)動的曲線 建立坐標(biāo)系 測出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y 根據(jù)重力加速度g的數(shù)值 利用公式求出小球飛行時間t 再利用公式 求出小球的水平分速度 即為小球做平拋運(yùn)動的初速度 x y x y O Vo 四 實驗步驟 1 安裝調(diào)整斜槽 用圖釘把白紙釘在豎直板上 在木板的左上角固定斜槽 可用平衡法調(diào)整斜槽 即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處 能使小球在平直軌道上的任意位置靜止 就表明水平已調(diào)好 2 調(diào)整木板 用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向 并使木板平面與小球下落的豎直面平行 然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上 固定木板 使在重復(fù)實驗的過程中 木板與斜槽的相對位置保持不變 3 確定坐標(biāo)原點(diǎn)O 把小球放在槽口處 用鉛筆記下球在槽口時球心在白紙上的水平投影點(diǎn)O O即為坐標(biāo)原點(diǎn) 4 描繪運(yùn)動軌跡 在木板的平面上用手按住卡片 使卡片上有孔的一面保持水平 調(diào)整卡片的位置 使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔 而不擦碰孔的邊緣 用鉛筆在卡片缺口處的白紙上點(diǎn)個黑點(diǎn) 這就在白紙上記下了小球穿過孔時球心所對應(yīng)的位置 保證小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滑下 用同樣的方法 可找出小球平拋軌跡上的一系列位置 5 計算初速度 取下白紙 以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸 用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運(yùn)動的軌跡 用公式x v0t和y gt2 2計算出小球的初速度v0 最后計算出v0的平均值 并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi) 在曲線上選取A B C D E F六個不同的點(diǎn) 用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y 五 注意事項有 斜槽末端的切線必須水平 方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動軌跡所在的豎直平面平行 并使小球的運(yùn)動靠近圖板但不接觸 坐標(biāo)原點(diǎn) 小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn) 不是槽口的端點(diǎn) 應(yīng)是小球在糟口時球的球心在木板上的水平投影點(diǎn) 如果是用白紙 則應(yīng)以小球在糟口時球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) 在斜槽末端懸掛重錘線 先以重錘線方向確定y軸方向 再用直角三角板畫出水平線作為x軸 建立直角坐標(biāo)系 每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑 要在平拋軌道上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來計算球的初速度 這樣可使結(jié)果的誤差較小 練習(xí) 95年高考 在研究平拋物體運(yùn)動的實驗中 用一張印有小方格的紙記錄軌跡 小方格的邊長l 1 25cm 若小球在平拋運(yùn)動中先后經(jīng)過的幾個位置如圖中的a b c d所示 則小球平拋的初速度的計算式為v0 用l g表示 其值是 g取9 8m s2 解析 由平拋運(yùn)動規(guī)律 y gT2 l x v0T v0 x T 2l T 代入數(shù)字l 1 25cm 1 80m 得到v0 0 70m s 0 70m s 練習(xí) 一學(xué)生做 研究平拋物體的運(yùn)動 實驗時 畫運(yùn)動軌跡只在白紙上畫出了與初速度平行的Ox軸 忘了畫坐標(biāo)原點(diǎn)和Oy軸 而且也只畫出了中間一部分軌跡 如圖所示 如何只用一刻度尺得出小球的初速度 不需測實際數(shù)據(jù)只用物理量的符號代表所測量 測量方法 簡答 得到的v0 解析 任取水平間距相等的三點(diǎn)1 2 3 如圖示 測量水平間距s 豎直間距y1 y2 練習(xí)3 一學(xué)生做 研究平拋物體的運(yùn)動 實驗時 畫運(yùn)動軌跡只在白紙上畫出了與初速度平行的Ox軸 忘了畫坐標(biāo)原點(diǎn)和Oy軸 而且也只畫出了中間一部分軌跡 如圖所示 如何只用一刻度尺得出小球的初速度 不需測實際數(shù)據(jù)只用物理量的符號代表所測量 測量方法 簡答 得到的v0 解析 任取水平間距相等的三點(diǎn)1 2 3 如圖示 測量水平間距s 豎直間距y1 y2 例3 一個同學(xué)在 研究平拋物體的運(yùn)動 實驗中 只畫出了如圖所示的一部分曲線 于是他在曲線上取水平距離 S相等的三點(diǎn)A B C 量得 S 0 2m 又量出它們之間的豎直距離分別為h1 0 1m h2 0 2m 利用這些數(shù)據(jù) 可求得 1 物體拋出時的初速度為m s 2 物體經(jīng)過B時豎直分速度為m s 3 拋