1、 操作指导与思维启迪1实验前的理论预习前面我们分析了平抛物体的运动可以看做是两个分运动的合运动:一个是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平抛物体的初速度;另一个是竖直方向的自由落体运动。所以平抛物体运动轨迹上任一点的位置均可用水平位移 x 和竖直位移 y 来确定。反过来,已知平抛运动的轨迹,我们就可以求得轨迹上任一点的水平位移 x 和竖直位移 y,再根据公式抛物体的初速度 v0。在这个实验里,我们先描出平抛物体的运动轨迹,再求出平抛物体的初速度。本实验用 J2135-1 型碰撞实验器的轨道来抛射小球,校好实验装置如图 2-2 所示,拆下支球柱,用 C 形夹把它固定在图板左上角,既稳定又易于调节
2、轨道水平和图板竖直(若无 J2135-1 型碰撞实验器,请仍按课本要求做)。2实验中应注意的事项实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平,方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,并使小球的运动靠近图板但不接触。小球必须每次从斜槽上同一位置滚下,即在斜槽上固定一个挡板(不要用手放)。坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小球在槽口时,球的球心在木板上的水平投影点,即端点上 r(小球半径)处。要在斜轨上适当的高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨道由图板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差。要在平抛轨道上选取距 O 点远些的点来计算球的初速度,这样可使结果的
3、误差较小。3做好“研究平抛物体的运动”实验的关键关键在于尽可能准确地描绘出平抛运动的轨迹。为此要特别注意以下几点。课本图 3 中的斜槽中下端平直部分可应用水平仪进行调整,尽量使之保持水平;斜槽用夹具固定牢。小球滚下时不致碰到木板平面,但也不宜离木板过远,并且要使木板平面与小球下落的竖直面平行。在重复实验的过程中,要使木板跟斜槽的相对位置保持不变;把小球放在槽口,在钉在木板的白纸上确定好相当于小球球心的位置,这就是平抛运动轨迹的起点。这一点的正确确定对于整个平抛运动轨迹的描绘具有关键的意义;利用有孔的纸卡片确定小球的运动轨迹时,要先使小球从斜槽不同位置滚下,以选择一个适当的释放位置,使得小球运动的轨迹大致经过白纸的右下角,而不要偏在左侧或偏向上端,然后使小球在斜槽这一位置重复滚下几次,目测小球的运动轨迹的形状。实验时可把有孔的纸卡片放在目测的轨迹上,进行调整,以便比较顺利地描出轨迹。4读数在读取和处理实验数据时,要求取三位有效数字,并给出当地的重力加速度的数值。在写实验报告时应附上小球的原始轨迹描绘图,并用与数据表中相同的符号、编号标出各点及其坐标。