平抛运动实验

实验目的

描绘平抛运动的轨迹，研究其规律，并测出小球做平抛运动的初速度。

实验原理

平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动：x = v0t，y = ½gt²。消去t得 y = g x²/(2v0²)，轨迹是抛物线。测出轨迹上某点的x、y，可求初速度：v0 = x√(g/(2y))。

实验器材

• 斜槽
• 小球
• 木板和白纸
• 复写纸
• 铅垂线
• 刻度尺
• 铁架台

实验步骤

1. 安装斜槽，使末端切线水平；把木板竖直固定并用铅垂线校准。
2. 在白纸上标出小球在槽口时球心的位置，作为坐标原点。
3. 让小球从斜槽同一位置由静止释放，记录小球经过的位置。
4. 多次释放，描出若干点，用平滑曲线连接成轨迹。
5. 以水平线为x轴、铅垂线为y轴，测出各点坐标。
6. 代入公式计算初速度，取平均值。

实验现象与结论

小球的轨迹是一条抛物线。各点的y与x²成正比，说明水平方向匀速、竖直方向自由落体。由不同点算出的初速度v0基本相等，小球每次从同一位置释放，初速度相同。

注意事项

• 斜槽末端必须水平，否则不是平抛运动。
• 小球每次须从同一位置由静止释放。
• 实验时注意防止小球滚落砸脚。

常见问题

平抛实验为什么要保证斜槽末端水平？

只有末端水平，小球离开时初速度才沿水平方向，运动才是平抛运动。

为什么要让小球从同一位置释放？

同一位置释放，小球到达末端的速度相同，才能保证每次轨迹相同，便于描点。