研究物体的平抛运动

一.实验目的 
        1.描出平抛物体的运动轨迹. 
        2.求出平抛物体的初速度.

 
二.实验原理
        平抛运动可以看作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.利用铅笔确定做平抛运动的小球运动时若干不同位置,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
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.(如图所示) 

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        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.
        5.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,这就是小球平抛运动的轨迹. 

 
五.数据处理(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
,求出小球平抛的初速度,并计算其平均值.

 
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,可能误将斜槽末端端口作为坐标原点. 
        4.空气阻力使小球不是真正的平抛运动. 

 
七.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.