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实验：探究平抛运动在水平方向的运动规律╭学习要求基本要求1.知道平抛运动的条件.2.知道斜槽、木板的调节要求，知道坐标系与坐标原点的确定方法.3.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法与步骤.4.理解平抛运动水平分运动的研究方法.5.知道确定初速度需要测量的物理量，会计算平抛运动的初速度.发展要求会推导平抛运动初速度计算的表达式.说明不要求进行实验误差分析.╭实验报告◎实验目的1．探究平抛运动在水平方向的运动规律；2．学会描绘平抛物体运动的轨迹，并利用所描绘的轨迹求出平抛物体的初速度。◎实验原理与方案思路：实验获得平抛运动轨迹→根据竖直方向运动性质找出经过相等时间到达的位置→测量相等时间间隔内的水平位移。具体方案：1．获取轨迹利用如图1装置，使钢球从斜槽上滚下，用有孔卡片确定小球离开斜槽后经过的位置，通过多次实验，用光滑曲线连接得到平抛运动的轨迹；有孔卡片的制作——记下小球球心的位置在方形硬纸上挖一个圆形或正方形的孔，孔径稍大于小球直径，如图2在虚线附近剪一尖角，当小球恰能穿过卡片时，根据尖角指向即可确定小球位置。或在方形硬纸上挖一个长方形的孔，如图3在上方一侧粘贴剪成梳子状的牛皮纸，小球穿过卡片时，根据压下的梳子状牛皮纸中间一条位置即可确定小球位置。2．确定相同时间间隔的位置平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，它下落的高度y与运动时间t的关系为：212ygt。在图4竖直坐标轴y上，从原点开始向下任取一个坐标为h的点，再找到坐标为4h、9h、16h，…的点，过这些点作水Oxyh4h9hx1x2x3图4abc图1沿此虚线折成直角图2图3平线与轨迹相交，各交点a、b、c、…就是每经相同时间物体所到达的位置；3．过交点a、b、c、…作竖直线，在x轴上得到若干交点，这些交点间的距离x1、x2、x3、…表示每经过相等时间小球在水平方向上通过的位移。分析x1、x2、x3、…，即可研究平抛运动的水平分运动是什么性质。◎实验器材斜槽，小球，有孔卡片，重锤线，刻度尺，木板、支架，白纸（坐标纸）、图钉◎实验步骤与操作规范实验步骤操作规范1．器材组装及建立坐标系实验桌上安装好斜槽如图1，在木板上用图钉钉上白纸，把木板竖直固定在支架上并贴近实验桌在斜槽末端槽口位置放上小球，用有孔卡片确定球心在白纸上的投影点，标上O。O点就是坐标原点，即小球做平抛运动的抛出点。过O点根据重锤线方向画出竖直向下的y轴，作水平线为x轴调节斜槽末端切线水平，并伸出桌面以外；保持末端切线水平的目的是保证小球离开槽口时速度水平；判断水平标准：小球能静止在斜槽末端木板面竖直（可用重锤线检查），确保小球抛出后不会与木板碰撞O点是球心的投影，不是槽口的投影，应位于槽口末端上方r处（r为小球半径）2．画小球平抛运动的轨迹把小球从斜槽上某一位置无初速释放，观察小球的运动轨迹，当轨迹范围适合白纸大小时，在斜槽上记下小球释放点的位置让小球从斜槽上的标记位置无初速释放，观察小球的轨迹，尝试用有孔卡片确定小球经过的某一位置，把该点记录在坐标纸上改变有孔卡片的位置，按上述方法确定其他各点位置把O与记下各点用光滑曲线连接，作出小球的运动轨迹每次释放小球都要在同一位置，且无初速释放；这样做可以保证每次小球离开槽口的速度大小相同，从而确保每个记下的位置都是同一条抛物线上的点记下各点应有适当距离，分布于整条轨迹各个部分作轨迹曲线时首先舍弃明显偏离平均位置的个别点，轨迹曲线不一定要通过每个记下的点，只要通过这些点的平均位置即可◎数据处理1．探究平抛运动的水平分运动的规律从原点开始沿y轴向下任取一个坐标为h的点，再找到坐标为4h、9h、16h，…的点，过这些点作水平线与轨迹相交，标记交点a、b、c、…；过交点a、b、c、…作竖直线，在x轴上得到若干交点，分析x1、x2、x3、…，可以得出结论：平抛运动在水平方向做___________________运动。2．求平抛物体的初速度根据探究出的平抛运动在水平方向的运动规律，利用小球平抛运动的轨迹，求小球做平抛运动的初速度。（1）如图5，在轨迹上任选一点P（x，y），那么平抛运动的初速度的表达式为：v0=______________。（2）为减小误差，可先在轨迹上选取5个点，读出各点Oxy图5P(x，y)坐标并填入表1，再根据平抛运动的初速度的表达式计算出平抛运动的初速度。表1：“多次测量求平均法”求平抛物体的初速度当地重力加速度g=________m/s2小球位置x/my/mv0/（m·s-1）0v/（m·s-1）ABCDE测得小球做平抛运动的初速度为__________m/s。◎实验结论平抛运动可以分解为_________方向和_________方向的两个分运动，在_________方向物体不受外力，由于惯性而做与初速度相同的__________________运动，在_________方向物体受重力，初速度为零，做__________________运动，平抛运动则是由上述两个分运动_________的。此处用固体胶粘贴平抛运动轨迹