内容正文:
第一章 抛体运动
实验 研究平抛运动
一、实验目的
1.用实验的方法描出平抛物体的运动轨迹.
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线.
3.根据平抛运动的轨迹求其初速度.
二、实验原理
1.用描迹法逐点画出小球平抛运动的轨迹.
2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax2的形式(a是一个常量),则轨迹是一条抛物线.
3.测出轨迹上某点的x、y两个坐标值,根据x=v0t,y=eq \f(1,2)gt2得初速度v0=xeq \r(\f(g,2y)).
三、实验器材
斜槽、坐标纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台.
一、实验步骤
1.安装调整.
(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平.
(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近.如右图所示:
2.建坐标系.
把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴,画出水平向右的x轴.
3.确定小球位置.
(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值.
(2)让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点.
(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.
4.描点的轨迹.
取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹.
二、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线.
在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…,向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…,用刻度尺测量各点的坐标(x,y).
(1)代数计算法:将某点(如M3点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标都近似成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线.
(2)图像法:建立平面直角坐标系,作出yx2图像,根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上.若大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是抛物线.
2.计算初速度:在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A