物理实验平抛运动

2022-06-16

物理实验平抛运动

　　平抛运动是高中物理实验中的一课，以下是小编整理的物理实验平抛运动，欢迎参考阅读！

　　1、实验目的

　　（1）探究平抛运动的特点．

　　（2）描出平抛运动的轨迹．

　　（3）根据描出的轨迹求出平抛运动的初速度．

　　2、实验原理

　　平抛运动可以看成两个分运动的合成；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，在粗略地确定的位置附近用铅笔较准确地确定出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，测出曲线上任一点坐标x和y，利用公式

　　和

　　就可以求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度．

　　3、实验器材

　　斜槽（附金属小球）、木板及竖直固定的支架、白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔．

　　4、探究过程

　　（1）竖直方向的运动规律

　　如图所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球松开，自由下落，A、B两球同时开始运动，观察到两球同时落地，多次改变小球距地面的高度和打击力度，重复实验，观察到两球仍同时落地，这说明了小球A在竖直方向上的运动为自由落体运动．

　　说明：实验中可通过耳朵听两球落地的声音是一声还是两声来判断是否同时落地．

　　（2）水平方向的运动规律

　　利用现有仪器装配图所示的装置，钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动．

　　（3）实验步骤

　　①把斜槽放在桌面上，让它的末端伸出桌面外，调节斜槽末端，使其切线方向水平后，把斜槽固定在桌面上．

　　②用图钉把白纸钉在木板上，把木块沿竖直方向固定在支架上，使小球在斜槽末端水平抛出后的轨道平面与纸面平行．

　　③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，过O点用重垂线画出竖直线，定为y轴．

　　④让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止滚下，移动笔尖在白纸上的位置，当小球恰好与笔尖正碰时，在白纸上依次记下这些点的位置．

　　⑤把白纸从木板上取下来，用三角板过O点作竖直线y轴的垂线，定为x轴，再将上面依次记下的一个个点连成光滑曲线，这就是平抛小球的运动轨迹．

　　说明：①用平衡法检查斜槽末端是否水平，即将小球放在斜槽末端附近的平直轨道上，若能使小球在平直轨道上任意位置静止，就表明斜槽末端已调水平．

　　②用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直．

　　③小球每次必须无初速度地从槽上同一位置滚下．

　　④坐标原点不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点．

　　5、数据处理

　　（1）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．

　　（2）把测到的坐标值依次代入公式

　　求出小球平抛的初速度，并计算其平均值．

　　6、注意事项

　　（1）实验中必须保持斜槽末端水平．

　　（2）要用重垂线检查木板、坐标纸上的竖线是否竖直．

　　（3）小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下．

　　（4）实验时，眼睛应注视运动小球，并较准确地确定小球通过的位置．

　　（5）要在斜槽上较大的高度释放小球，使其以较大的水平速度运动，从而减小相对误差．

　　（6）要用平滑的曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大的点．

　　（7）在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，并且使所选取的点之间尽量远些．

　　7、误差来源

　　（1）安装斜槽时，其末端切线不平而产生误差．

　　（2）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的投影点为坐标原点．

　　（3）数据测量时测量不准确而产生误差．

　　（4）确定小球位置不准确而产生误差．

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