探究平抛运动水平方向的运动

实验目的

通过描绘平抛轨迹，探究平抛运动在水平方向的运动特点，并会求平抛的初速度。

实验原理

竖直方向是自由落体运动，相邻相等时间内的位移之差 Δy = gT²。若水平方向的间距相等且相邻竖直位移之差为常量，则相邻点的时间间隔相等，说明水平方向做匀速直线运动。再由 v0 = x/T 求初速度。

实验器材

• 斜槽
• 小球
• 木板与坐标纸
• 重垂线
• 铅笔
• 刻度尺
• 复写纸

实验步骤

1. 安装斜槽，使末端水平，木板竖直，用重垂线校正
2. 每次让小球从斜槽同一位置由静止释放，记下小球经过的位置
3. 重复多次，在坐标纸上描出小球的位置，平滑连成轨迹
4. 在轨迹上取水平间距相等的几个点，测出各点竖直方向的位移
5. 比较相邻点竖直位移之差，判断是否相等
6. 取 T = √(Δy/g)，由 v0 = x/T 求出平抛初速度

实验现象与结论

在水平间距相等的各点上，相邻竖直位移之差近似相等，说明相邻点的时间间隔相同，小球在水平方向相等时间内位移相等，做匀速直线运动。测得的初速度各次大致相同。

注意事项

• 斜槽末端必须水平
• 小球每次要从同一位置静止释放
• 小球不要砸到手或仪器

常见问题

为什么斜槽末端必须水平？

只有末端水平，小球离开时初速度才沿水平方向，之后才是平抛运动，轨迹分析才成立。

为什么每次要从同一位置释放小球？

这样小球到达斜槽末端的速度每次相同，各次的轨迹重合，描点才能连成同一条平抛轨迹。