平抛运动实验器的改进

李金坡 崔润森

(北京市通州区运河中学 北京 101100)

1 问题提出

高一物理学生分组实验“研究平抛物体的运动”，教材中要求学生通过实验要描出平抛物体运动的轨迹，并求出平抛物体的初速度．多数学校使用的是J2154平抛运动实验器．利用这种仪器进行实验，存在着实验误差较大，实验操作较难等缺陷.现进行改进如下.

2 “改进型”平抛运动实验器的构造(图1)

(1)轨道：塑料(金属)制成的斜面与水平面一体的滑道，可以使小球获得平抛的初速度．

(2)竖直标尺：带有长度刻度的铝片，辅助测量小球的竖直位移．

(3)透明底板：300 mm×400 mm有机玻璃板，它是仪器的主体，同时也是描绘抛物线的画线板．

(4)水平螺旋：金属螺丝，用于调节仪器的水平．

(5)底座：金属制成．

(6)水平仪：用于显示仪器是否水平．

(7)接球槽：平时放置小球．里面加上海绵，实验时可以减弱下落小球的冲击力．

(8)标记球架(与轨道分居底板两侧)：安放标记球．

(9)标记球：用于记录下落小球的位置．

(10)小球：运动物体

图1 “改进型”平抛运动实验器照片

实验的其他辅助器材：水性彩笔，直尺等．

3 “改进型”平抛运动实验器设计思想

中学物理实验目的之一是培养学生的实验操作能力和观察能力，所以学生实验仪器的设计并不是越“自动化”越好．要让学生有操作的空间．平抛运动实验器增加的“标记球架”就是为了方便学生实际操作．而且操作难度适中．另外，本实验最好要2至3名同学合作实验．利于培养学生的团队精神和合作意识．

4 使用方法

(1)调抛出点水平：把实验器放在水平桌面上，调节底座上螺丝，使水平仪的气泡位于中央圆中，保证斜槽轨道在水平位置上．

(2)抛出点(坐标原点)的确定：用直尺在轨道末端向上画一条直线段．用直尺靠近轨道的末端，小球入到轨道上．测出小球与直尺的接触点到轨道底端的长度，如图2所示．用这个长度在直线段上画出抛出点(坐标原点)．

图2 确定抛出点

(3)让小球从斜槽轨道的固定位置释放，在底板前做平抛运动，反复进行．调节各个标记球的位置，与小球通过此处时的位置重合．从而获得了小球在抛物线上的若干个位置(点)．