《2025年步步高大一轮复习讲义物理教科版》

1. 实验思路
用描迹法逐点画出小钢球做平抛运动的轨迹，判断轨迹是否为抛物线并求出小钢球的初速度。

答案： （实验思路要点如上）

2. 实验器材
末端水平的斜槽、背板、挡板、复写纸、白纸、钢球、、重垂线、三角板、铅笔等。

答案： 坐标纸

3. 实验过程
(1) 安装、调整背板：将白纸放在复写纸下面，然后固定在装置背板上，并用重垂线检查背板是否。

(2) 安装、调整斜槽：将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查斜槽末端是否______，也就是将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能______，则表明斜槽末端已调水平，如图。
(3) 描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽末端飞出开始做平抛运动，小球落到倾斜的挡板上，挤压复写纸，会在白纸上留下印迹。取下白纸用平滑的曲线把这些印迹连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹。
(4) 确定坐标原点及坐标轴：选定______为坐标原点 $ O $，从坐标原点 $ O $ 画出竖直向下的 $ y $ 轴和水平向右的 $ x $ 轴。

答案：
(1)竖直；
(2)水平，静止；
(4)斜槽末端小球球心在白纸上的投影

4. 数据处理
(1) 判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
如图所示，在 $ x $ 轴上找出等距离的几个点 $ A_1 $、$ A_2 $、$ A_3 \cdots $，把线段 $ OA_1 $ 的长度记为 $ l $，则 $ OA_2 = 2l $，$ OA_3 = 3l $，由 $ A_1 $、$ A_2 $、$ A_3 \cdots $ 向下作垂线，与轨迹交点分别记为 $ M_1 $、$ M_2 $、$ M_3 \cdots $，若轨迹是一条抛物线，则各点的 $ y $ 坐标和 $ x $ 坐标之间应该满足关系式 $ y = ax^2 $($ a $ 是待定常量)，用刻度尺测量某点的 $ x $、$ y $ 两个坐标值代入 $ y = ax^2 $ 求出 $ a $，再测量其他几个点的 $ x $、$ y $ 坐标值，代入 $ y = ax^2 $，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线。
(2) 计算平抛运动物体的初速度
情景 1：若原点 $ O $ 为抛出点，利用公式 $ x = v_0 t $ 和 $ y = \frac{1}{2}gt^2 $ 即可求出多个初速度 $ v_0 = $，最后求出初速度的平均值，就是做平抛运动的物体的初速度。
情景 2：若原点 $ O $ 不是抛出点
① 在轨迹曲线上取三点 $ A $、$ B $、$ C $，使 $ x_{AB} = x_{BC} = x $，如图所示。$ A $ 到 $ B $ 与 $ B $ 到 $ C $ 的时间相等，设为 $ T $。

② 用刻度尺分别测出 $ y_A $、$ y_B $、$ y_C $，则有 $ y_{AB} = y_B - y_A $，$ y_{BC} = y_C - y_B $。
③ $ y_{BC} - y_{AB} = gT^2 $，且 $ v_0 T = x $，由以上两式得 $ v_0 = x \sqrt{\frac{g}{y_{BC} - y_{AB}}} $。

答案：
(2) $ x \sqrt{\frac{g}{2y}} $

5. 注意事项
(1) 固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，以保证小球的初速度，否则小球的运动就不是平抛运动了。
(2) 小球每次从槽中的同一位置由静止释放，这样可以确保每次小球抛出时的相等。
(3) 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，球的在背板上的水平投影点。

答案：
(1)水平
(2)初速度
(3)球心