第3节 科学探究：平抛运动的特点
[要点梳理]
一、实验目的
1.描绘物体做平抛运动的轨迹并分析其特点。
2.根据平抛运动的轨迹求平抛初速度。
二、实验器材
斜槽、小球、木板、白纸、铅垂线、坐标纸、图钉、刻度尺、铅笔等。
三、实验原理
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，由x＝v0t、y＝gt2得初速度v0＝x。
四、实验步骤
1.用图钉把坐标纸钉在竖直木板上，在木板上左上角固定斜槽，并使其末端保持水平。
2.用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近，固定好木板。
3.把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，再利用铅垂线在纸面上画出通过O点的竖直线。
4.将小球从斜槽上合适的位置由静止释放，使小球的运动轨迹大致经过坐标纸的右下角。
5.把笔尖放在小球可能经过的位置，如果小球运动中碰到笔尖，用铅笔在坐标纸该位置画上一点，用同样的方法，从同一位置释放小球，在小球运动路线上描下若干点。
五、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
(1)如图所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3、…，把线段OA1的长度记为L，那么OA2＝2L、OA3＝3L、…。过A1、A2、A3、…向下作垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、M3、…
(2)设轨迹是一条抛物线，则M1、M2、M3…各点的y坐标与x坐标应该具有的形式为y＝ax2，a是常量。
(3)用刻度尺测量某点的x、y两个坐标，代入y＝ax2中，求出常量a。
(4)测量其他几个点的x、y坐标，代入上式，看由各点坐标求出的a值是否相等。如果在误差允许范围内相等，就说明该曲线为抛物线。
2.计算平抛物体的初速度
(1)在确定坐标原点为抛出点的情况下，在轨迹曲线上任取几点(如A、B、C、D)。
(2)用刻度尺和三角板分别测出它们的坐标x和y。
(3)根据平抛运动水平方向是匀速直线运动(x＝v0t)及竖直方向是自由落体运动，分别计算小球的初速度v0，最后计算小球的初速度v0的平均值。
六、注意事项
1.做实验时必须调整斜槽末端的切线沿水平方向(判断斜槽末端是否水平的方法：将小球放到斜槽末端任一位置，均不滚动)。
2.方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
3.小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。
4.坐标原点不能是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
5.小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。
6.在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。
