四、实验步骤
1.按实验原理图甲安装实验装置,使斜槽末端水平。
2.以斜槽水平部分端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。
3.使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置标记为一点。用同样的方法,在小球运动轨迹上描下若干点。
4.将白纸从木板上取下,从O点开始连接画出的若干点描绘出一条平滑的曲线,如实验原理图乙所示。
五、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
(1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则应以抛出点为坐标原点建立直角坐标系,且轨迹上各点的坐标满足y=ax2的关系,且同一运动轨迹上a是一个特定的值。
(2)验证方法
方法一:代入法
用刻度尺测量几个点的x、y坐标,分别代入y=ax2中求出常数a,判断a值在误差允许的范围内是否为一常数。
方法二:图像法
建立y-x2坐标系,根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值,在y-x2坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a的值。
2.计算平抛运动的初速度
(1)平抛运动轨迹完整(即含有抛出点)
在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y,就可求出初速度v0。因x=v0t,y=gt2,故v0=x。
(2)平抛运动轨迹残缺(即无抛出点)
如图所示,在轨迹上任取三点A、B、C,使A、B间及B、C间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知,A、B间与B、C间所用时间相等,设为t,则Δh=hBC-hAB=gt2,所以t=,初速度v0==x。