1.实验原理:平抛运动可看作两个分运动的合成:一个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,则水平方向上有x=v0t,竖直方向上有y=12gt2,令小球做平抛运动,利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹,建立坐标系,测量出x、y,再利用公式可得初速度v0=xg2y。
2.实验器材:斜槽、竖直固定在铁架台上的木板、铅笔、白纸、图钉、小球、刻度尺、重垂线。
3.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)以水平槽末端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,就用铅笔在该位置画上一点。用同样方法,在小球运动路线上描下若干点。
(4)将白纸从木板上取下,从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线,如实验原理图乙所示。
4.注意事项
(1)固定斜槽时,要保证斜槽末端的切线水平,保证小球的初速度水平。
(2)固定木板时,木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
(3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放,为此,可在斜槽上某一位置固定一个挡板。
(4)要在斜槽上适当高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨迹由木板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差。
(5)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
(6)计算小球的初速度时,应选距抛出点稍远一些的点为宜,以便于测量和计算。