5.4 实验：研究平抛运动
【实验目的】
1．学会用实验方法描绘出平抛物体运动的轨迹。
2．能根据运动轨迹分析实验数据，求出平抛物体的初速度。
【实验原理】
运用平抛运动的规律：水平方向：，竖直方向：，两个分运动合成可得轨迹方程：，从而可求得初速：
【实验器材】
斜槽、小球、铁架台、方木板、重锤和细线、米尺和三角板、铅笔、坐标纸、图钉
【实验步骤】
1、用图钉把坐标纸钉在竖直的方木板上。
【注意】如果木板不铅直将影响球的飞行，可能相撞或摩擦，因此要用铅锤线校准。
2、在紧靠木板的左上角固定斜槽。 [Ks5u.com]
【注意】固定斜槽时要使其末端切线水平，确保小球飞出作平抛运动，可将小球置于平轨部分，若球随遇平衡即可。
3、确定小球飞出时的初始位置即坐标原点O，并过O用铅锤线描出竖直线即y轴。
【注意】坐标原点（即小球做平抛运动的起点）是球在槽口时其球心在竖直纸板上的水平投影点O，即O点在水平槽口端点正上方r处。
4、把事先做好的带孔的卡片用手按在竖直木板上，调节卡片位置，使槽上滚下的小球正好从卡片孔穿过，用铅笔记下小球穿过孔时的位置。
【注意】小球每次应在相同的适当高度从斜槽上滚下，在斜轨上释放小球不宜用手指，而要用斜槽上的球夹或挡板（如尺子），这样做重复性好，能确保每次的初速相同。
5、取下白纸，以O点为原点再画一条水平向右的x轴（与υ0方向相同）。
6、根据记下的小球穿过孔的一系列点的位置，画出平滑曲线即为小球做平抛运动的轨迹。
【数据处理】
1、判断平抛运动的轨迹是否是抛物线：
，即，求出a值。
2、计算平抛物体的初速度：
在曲线上（轨迹上）选取距O点远些的点测出它们的坐标（x，y），填入表中来计算球的初速度，最后取平均值。
【注意】计算初速度不取用由卡片描的点，而重新在画出的x轴上由O起取出几个等距离的点，再由轨迹曲线测量出各点所对应的下降高度，看这些高度的比值是否近似等于1：4：9：……这样做，一是验证了平抛运动的性质，二是减少计算的麻烦和减小结果的误差。
位置
x(m)
y(m)
υ0(m/s)
υ0(m/s)
1
2
3
4
5
6
【实验结论】
平抛实验中小球作平抛运动轨迹是 线，其平抛初速度 。
【误差分析】
1、安装斜槽时，其末端切线不水平，造成小球并非做平抛运动，测量的数据不准确。
2、建立直角坐标系时，误以斜槽末端端口位置为坐标原点(实际上应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点)。
3、小球每次从槽上开始滚下的位置不相同，使得平抛初速度不相同。
【例1】在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1．25厘米，若小球在平抛运动途中的各个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=____________。(用l、g表示)，其值是__________(取9.8米/秒2)
【例2】如图所示是在“研究平抛物体的运动”的实验中记录的一段轨迹。已知物体是从原点O水平抛出，经测量C点的坐标为(60，45)。则平抛物体的初速度v0=________米/秒，物体经过B点时的速度VB=____________米/秒。
【课外作业】
1、教材：P5——（3）
2、学海导航：P2——4
【教学后记】
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