用热敏纸记录落体抛体运动的轨迹

实验内容

在斜放的平面板上,滚落金属球。在热敏纸上记录金属球的运动轨迹,用来分析抛物运动。抛物运动可看作是在水平方向上做匀速运动,在垂直方向上做匀加速运动。

所需材料

胶合板(60cm×45cm×1.5cm)、方型棒材(2.5cm×45cm×4.5cm)、金属球(钢铁球,直径41mm)、金属块(约为200g左右,手拿着敲打平板时用)、图钉、直尺、三角板、发射台(把长度5cm、宽度15mm、高度6mm的柳安木材<一种木质软、生长快、价格便宜的木材>斜切后粘在轨道上)、热敏纸(用A版<880mm×62.5mm>纸对裁成上面用纸和下面用纸)。

实验方法

1.按照图1放置胶合板。

图1<
图1

2.把金属球放在胶合板的中央,缓慢地松开手,使球从板上滚落。滚落的方向为斜面上倾斜最大的方向,落下方向用胶合板的方向调整。

3.在胶合板上铺上热敏纸,在顶部用图钉固定。此时,把下面用热敏纸铺在底下,在上面铺上上面用热敏纸。热敏纸有内面、外面之分,在叠放时要加以注意。

4.把金属球放在右上角,缓慢地松开手,使其从胶合板上滚落。经过20秒左右的时间,在下面的热敏纸上显现一条蓝色线,这条线是胶合板的最大倾斜方向的线(球的运动曲线)。

5.用金属块以大约1秒敲3下的频率,敲打胶合板的中央部位。敲击的强度要听到咚咚的声响。同时,另一个人把发射台放置成与最大倾斜方向垂直,左手压住发射台,右手将金属球放到发射台上,缓慢地松开手(如图2)。经过20秒左右的时间,在下面的热敏纸上,金属球留下打点的轨迹,为蓝色线。确认在线上有5点以上的打点痕迹。

图2
图2

【实验的整理】

1.水平方向的运动

把各打点所需时间作为单位时间TT为咚咚地敲击板的时间间隔,约为1/3秒)。求出钢球水平方向的运动距离,绘制vx-T曲线。

图3
图3 把球开始下落的点作为原点,与球线平行地取Y轴。与Y轴垂直取X轴。
图4
图4 在轨迹上把打点编号,通过每个打点画出与Y轴平行的线。
图5
图5 以Y轴为基准在水平方向上测量移动距离X1X2X3……。

2.垂直方向的运动

把水平方向上的运动视为匀速运动,测量垂直方向上落下的距离,绘制vy-T曲线,解析垂直方向上的运动。

图6
图6 在Y轴上平行地每隔5cm画一条线,使其与金属球轨迹相交,求出交点并编号。
图7
图7 以X轴为基准,在垂直方向用直尺测量落下的距离Y1Y2Y3……。
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发布时间:2014/11/30 19:54:23  阅读次数:4793

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