5.3实验：研究平抛运动

　　[学习目标]　1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹.2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线.3.根据平抛运动的轨迹求其初速度．

　　一、实验原理和方法

　　1．利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹．

　　2．建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y＝ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线．

　　3．测出轨迹上某点的坐标x、y，根据x＝v0t，y＝gt2得初速度v0＝x.

　　二、实验器材

　　斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺

　　三、实验步骤

　　1．按图甲所示安装实验装置，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，如图乙所示．

　　四、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，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y＝ax2的关系，且同一轨迹上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，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数．

　　方法二：图象法

　　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值．

　　2．计算平抛运动的初速度

　　(1)平抛轨迹完整(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.