研究平抛运动的规律3页

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研究平抛物体的运动
[实验目的]
1、 用实验方法描出平抛物体的运动轨迹
2、 从实验轨迹求平抛物体的初速度
[实验原理]
平抛物体的运动可以看作两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运
动，另一个是竖直方向的自由落体运动。另小球作平抛运动，利用描迹法描出小
球的运动轨迹，即小球作平抛运动的曲线，建立直角坐标系，测出曲线上的某一
点的坐标 x和 y，根据重力加速度 g的数值，利用公式 y=gt2/2求出小球的飞行
时间 t，再利用公式 x=vt，求出小球的水平速度，即为小球做平抛运动的初速度。
[实验器材]
平板、重垂线、铅笔、刻度尺、小球、弧形斜槽、白纸、有孔的硬纸片。
[实验步骤]
1、 安装调整斜槽，用图钉把白纸钉再竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可
用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平
直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。
2、 调整木板：用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与
小球下落的竖直面平行。然后把重垂线方向记录到木板的白纸上，固定木板，
使在重复实验的过程中，，木板与斜槽的相对位置保持不变。
3、 确定坐标 O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水
平投影点 O，O点即为坐标原点。

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4、 描绘运动轨迹：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，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔
的边缘，然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过
孔时球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同，用同
样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的曲线把
这些位置连接起来即得小球做平抛运动得轨迹。
5、 计算初速度：以 O点为原点画出竖直向下的 y轴和水平向右的 x轴，并在曲
线上选取 ABCDEF六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标 x和 y，
用公式 x=v0t，y=gt2/2，计算出小球的初速度 v0，最后计算出 v0的平均值，
并将有关数据记入表格内。
[注意事项]
1、 实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平，方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、 小球必须每次从同一位置滚下，即在斜槽上固定一个档板。
3、 坐标原点（小球做平抛态度的起点）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。
4、 要在斜轨上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由图
板左上角到达右上角，这样可以减小测量误差。
5、 要在平抛轨道上选取距 O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误
差较小。
[巩固练习]
1、 在“研究平抛物体运动”实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，
则下列说法中错误的是：
A、 小球平抛的初速度不同

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B、 小球每次做不同的抛物线运动
C、 小球在空中运动的时间每次均不同
D、 小球通过相同的水平位移所用时间不同
●
●
●
●
a
b
c
d
答案：C
2、如图所示，在“研究平抛物体运动”实验中，用一张印有小方格的纸记录轨
迹，小方格的边长为 L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、
b、c、d所示，则小球平抛运动的初速度的计算式为 v0= （用 L、g表示），
其值是 0.70m/s（取 g=10m/s2），小球在 b点的速率是 0.875m/s。