平拋運動實驗器用于高中物理教學(xué)中研究平拋物體的運動。 【構(gòu)造】 儀器的構(gòu)造如圖6-1所示。 1水平螺旋,2接物網(wǎng),3存放槽,4壓片,5堅直旋鈕,6鉛垂線,7支架,8軌道,9拋物體,10槽孔,11底板,12底腳。圖6-1 【性能】 該儀器用毛筆可自動描繪出平拋物體的軌跡,進(jìn)而求出平拋物體的初速。 【使用方法】 1把儀器放在實驗桌上,調(diào)節(jié)水平旋扭(1),從垂直底板(2)的方向觀察重垂線(3),使它與左邊線平行,這時托架(7)的長邊呈水平狀態(tài),進(jìn)而保證拋體(9)水平拋出。 2調(diào)節(jié)豎直旋鈕(5),從儀器的左側(cè)觀察重垂線,使它與左邊線平行,此時,底板處于豎直狀態(tài),保證拋物體所畫的線條等寬。 3轉(zhuǎn)動壓片(4),從存放槽(3)中取出拋物體(9),用另一支普通筆往拋物體的筆頭上蘸墨水,并使筆尖在拋物體軸線上(圖6-1)。 4用小螺刀轉(zhuǎn)動M4螺桿,使它退出,把拋物體放在斜槽軌道(8)上,并讓拋物體筆頭一面與斜槽軌道邊靠緊(以后實驗時也如此放置),再用小螺刀轉(zhuǎn)動M6螺絲,調(diào)節(jié)筆頭長度,使筆尖位于底板厚的二分之一處(如圖6-2),之后,擰緊M4螺桿。圖6-2 5試畫軌跡。把拋物體放在斜槽軌道上端(如圖6-1),放手后,拋物體一上的毛筆可在底板上畫出一條運動軌跡來(如不理想,可按1~4條反復(fù)調(diào)節(jié))。 6正式描繪 (1)把一張10㎝ 15㎝的方格紙,用四個磁塊固定有底板上,注意:紙的上邊與底板上邊的平行,拋出O與某一厘米刻度線對齊,紙的左邊為某一厘米刻度線。 (2)按第5長條作法,可在方格紙上描繪出一條物體平拋運動曲線(如圖6-3)。圖6-3 (3)繪后拋物體放回存槽,關(guān)上壓片。 7取下記錄紙,由曲線可驗證平拋運動是水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動的合成。 (1)過0點起在X軸上作出以2厘米間隔的等分Ax、Bx、Cx、Dx(相當(dāng)?shù)乳g隔時間)。 (2)分別過四個等分點豎直向下引線交曲線于A、B、C、D。設(shè):AxA為S1、BxB為S2、CxC為S3、DxD為S4。 (3)測出S1~S4的大小。實驗舉例:S1=0.50,S2=1.80,S3=4.00,S4=7.60(厘米)。 (4)根據(jù)自由落體運動下落距離h t2,所以在等時間隔內(nèi)下落的距離比:h1:h2:h3:h4=1:4:9:16,用比值數(shù)分別去除S1~S4,所得之商近似相等:S1/1=0.50,S2/4=0.45,S3/9=0.44,S4/16=0.47(厘米)因此平拋運動規(guī)律得到驗證。 8求出水平初速度v0 測出曲線上某點(如D點)的坐標(biāo)x和y,已知g值,利用公式y(tǒng)=1/2gt2和x=v0t就可以求出拋物體水平初速度V0,實驗舉例如下:D點x=8.00厘米,y=7.60厘米。 【注意事項】 1注意保護(hù)描跡板,防止受力變形。 2描跡板面上的墨跡在實驗結(jié)束后及時用軟濕布擦干凈。 3拋物體毛筆頭用后,應(yīng)把筆毛理順并使筆尖在軸線上,防止筆頭彎曲、變形。