实验五：研究平抛物体的运动。
一、实验目的。
用实验方法描出平抛物体的运动轨迹；
从实验轨迹求平抛物体的速度。
二、实验原理。
平抛运动是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
实验中让一个小球多次从同一倾斜轨道上同一高度处由静止滑下后沿轨道水平抛出，利用“追踪法”逐点描出小球运动的轨迹上的一系列点，即可画出小球做平抛运动的轨迹．建立直角坐标系后，对曲线上任一点都可以求出其横坐标x和纵坐标y，它们的两个分位移方程分别为：x=v0t和y=gt2．利用公式y=gt2可求出小球从抛出点到该点的运动时间，再利用公式x=v0t，即可求出小球做平抛运动的初速度v0= x。
三、实验器材。
1．斜槽(其水平末端附有重锤) 2．小球。
3．木板及竖直固定支架4．白纸。
5．图钉6．刻度尺。
7．三角板。
四、实验步骤。
1．描绘小球做平抛运动的轨迹。
(1) 把斜槽放在桌上，让它们的末端伸出桌面外，调节斜槽末端使其切线方向水平后把斜槽固定在桌面上．
2) 用图钉把白纸钉在木板上，把木板沿竖直方向固定在支架上，并将其左上方靠近槽口，使小球沿斜槽末端水平抛出后的轨道平面与纸面平行且靠近，如图14—1所示。
(3) 记下小球平抛运动的起始位置o和竖直轴y。将小球放于槽口处，用铅笔在白纸上记下小球在槽口时小球球心在木板上的水平投影点o，就是平抛运动的起点o．过o点用重锤线画竖直线，即为竖直轴y轴． (4) 让小球每次都从斜槽上某一适当位置由静止滚下，移动笔尖在白纸上的位置，当小球恰好与笔尖正碰时，在白纸上依次记下这一个个点的位置．
(5) 把白纸从木板上取下来，用三角板过o点作竖直线y轴的垂线，这就是水平轴x轴。将平抛运动的起始位置和所描各点用平滑的曲线边结起来，即得到平抛运动的轨迹．
2．求小球平抛运动的初速度。
(1) 在平抛小球运动轨迹上选取a、b、c、d、e五个点，测出它们的x、y坐标值．
2) 把测到的坐标值依次代入公式v0=x，求出小球平抛运动的初速度，最后计算其平均值，作为实验结果．
五、实验误差** 1．必须保证斜槽末端的切线水平，方木板必须竖直且与小球下落的平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触。
2．小球必须每次都从斜槽上同一位置滚下，以使小球每一次抛出后轨迹相同，每次描出的点在同一条轨迹上．
3．小球的释放高度要适当，使其轨迹不致太平也不致太竖直，以减小测量误差。
4．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，球的重心在木板上的水平投影点．
5．小球在斜槽上开始滚下的位置要适当，以便小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角，这样可以减小测量误差。
6．在计算初速度时，在平抛轨迹上要选取距o点远些的点来计算小球的初速度，这样可减小误差．
反馈训练：1．关于研究平抛运动的实验，下述正确的是（ ）
a．斜槽必须是光滑无摩擦的。
b．所用小球的半径越大则所测得的初速度越精确。
c．实验所需唯一测量工具是毫米刻度尺。
d．小球越重所测量得的初速度越精确。
2．图甲是研究平抛运动的实验装置示意图，小球从斜面上一定高度处从静止释放，经过一段水平轨道后落下。图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据：
1）请在图甲中的白纸abcd上标出小球平抛运动的起始点o，并画出 ox、oy轴。
2）水平轨道的作用是在实验中，需要小球重复运动。每次都使小球从同一位置开始运动的原因是。
3）根据图乙中数据，可以算出此平抛运动的初速度v0m/s。
3．如图所示，在研究平抛运动时，小球a沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关s，被电磁铁吸住的小球b同时自由下落，改变整个装置的高度h做同样的实验，发现位于同一高度的a、b两球总是同时落地，该实验现象说明了a球在离开轨道后（ ）
a．水平方向的分运动是匀速直线运动。
b．水平方向的分运动是匀加速直线运动。
c．竖直方向的分运动是自由落体运动。
d．竖直方向的分运动是匀速直线运动。
4．物体做平抛运动的规律可以概括为两点：（1）在水平方向做匀速直线运动；（2）在竖直方向做自由落体运动。图所示为一种研究物体做平抛运动规律的实验装置，其中a、b为两个等大的小球，c为与弹性钢片e相连的小平台，d为固定支架，两小球等高．用小锤击打弹性钢片e，可使a球沿水平方向飞出，同时b球被松开，做自由落体运动。
在不同的高度多次做上述实验，发现两球总是同时落地，这样的实验结果（ ）
a．只能说明上述规律中的第（1）条。
b．只能说明上述规律中的第（2）条。
c．能同时说明上述两条规律。
d．不能说明上述两条规律中的任意一条。
5．方格边长l=5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该小球做平抛运动的初速度为___m/s；b点的竖直分速度为___m/s。
答案： 1．a 2。 1.6 3。c 4。b 5。0.577 1.732
实验六：**恒力做功与物体动能变化的关系。
一、实验器材：橡皮筋小车木板打点计时器铁钉刻度尺。
二、数据处理：做出w---v2的图象是一条直线。
三、实验结论：w正比于v2
四、误差分析：
1.在长木板上，小车，铁钉，打点计时器位置要调整适当，以保证纸带上的点便于处理，求出小车速度
2.平衡摩擦力。
3.选质量较大的小车。
4.应选用点迹均匀的部分来确定小车的速度。
反馈训练：1、《**做功与物体速度变化的关系》是一个**性实验，**的目的是（ ）
a、**力与物体运动速度的关系。
b、**力与物体运动加速度的关系。
c、**力对物体做功与物体加速度变化的关系。
d、**力对物体做功与物体速度变化的关系。
2、对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是（ ）
a、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s、2s、3s……进行第1次、第2次、第3次……实验时，力对物体做的功就是w、2w、3w ……
b、让小车通过相同的距离，第1次力为f、第2次力为2f、第3次力为3f……实验时，力对小车做的功就是w、2w、3w ……
c、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对物体做的功就是w、2w、3w ……
d、利用弹簧秤测量对小车的拉力f，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为w、2w、3w ……
3、实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下列操作正确的是。
a．放开小车，能够自由下滑即可。
b．放开小车，能够匀速下滑即可。
c．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
d．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可。
4、在**功与物体速度变化关系的实验中， 下列叙述正确的是。
a、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值。
b、实验中，橡皮筋第二次的伸长长度是第一次伸长长度的二倍。
c、实验中长木板表面应该尽量光滑且水平放置。
d、每次实验都必须先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出。
5、在**功与物体速度变化关系的实验中，得到如图所示的纸带，造成纸带中的点的原因可能是( )
a．没有把木板垫高以平衡摩擦力。
b．橡皮筋力度不够。
c．把木板垫得太高。
d．上述三种情况都有可能。
6．（09天津会考）用右图所示装置做“**功与物体速度变化的关系”的实验，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。第一次实验用1条橡皮筋，橡皮筋对小车做的功记为w，当把2条、3条、4条……与第1次实验完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功为2w、3w、4w……，每次橡皮筋做功后小车获得的速度可通过打点计时器和纸带测出，**小车获得的速度与橡皮筋所做功有什么定量关系。下列说法正确的是（ ）
a．实验中先让小车在橡皮筋的作用下弹出，再接通打点计时器的电源。
b．每次实验中橡皮筋拉伸的长度必须相同。
c．实验中必须求出小车加速过程的平均速度。
d．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值。
**做功与速度变化的关系实验中，某同学利用如图所示的装置，通过数根相同的橡皮条和打点计时器，来**橡皮条做功与小车获得速度之间的关系，得到下面数据，则下述说法中正确的是。
a．利用改变橡皮条的根数来改变做功的大小，使做功数值倍数增加。
b．每次改变橡皮条的根数，必须将小车拉到相同位置由静止释放。
c．从** a 列和 b 列对比，可以判断橡皮筋做功与小车速度成正比例关系。
d．从** a 列和 c 列对比，可以判断橡皮筋做功与小车速度平方成正比例关系。
7．如图所示为**功与物体速度变化关系过程得出的一条纸带。
1)应选哪些点距进行测量？
2)怎样根据测得数据确定小车的速度？
8．在《**功与物体速度变化关系》的实验中，1）在用图示装置做“**功与速度关系”的实验时，下列说法正确的是___
a．通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值。
b．通过改变橡皮筋的长度来改变拉力做功的数值。
c．实验过程中木板须水平放置。
d．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度。
2）甲、乙两位同学的实验操作均正确。甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，即图，如图甲，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，即图，如图乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。
关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是 。
a．甲的分析不正确，乙的分析正确。
b．甲的分析正确，乙的分析不正确。
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