Лабораторная работа (экспериментальная задача) ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЧАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ТЕЛА, БРОШЕННОГО ГОРИЗОНТАЛЬНО

Лабораторная работа (экспериментальная задача)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЧАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ТЕЛА,
БРОШЕННОГО ГОРИЗОНТАЛЬНО
О б о р у д о в а н и е: карандашная резинка (ластик), измерительная лента, деревянные бруски.
Цель работы: экспериментально определить величину начальной скорости тела,
брошенного горизонтально. Оценить правдоподобность полученного результата.
Содержание и метод выполнения работы
0
х
v0
Уравнения движения материальной точки в проекциях
на горизонтальную ось 0х и вертикальную ось 0y выглядят
следующим образом:
h
g
x  x0  v0 x t 
ax t 2
,
2
у  у0  v0 y t 
aу t 2
2
.
Горизонтальная составляющая скорости во время двиy
s
жения тела, брошенного горизонтально, не изменяется, поэтому путь тела при свободном полете тела по горизонтали
определится так: s  x  x0  v0 t. При свободном полете тела по вертикали начальная скорость тела равна нулю, а проекция ускорения равна ускорению свободного падения. Начало системы координат свяжем с местом броска тела, а вертикальную ось направим вниз
(см. рис.). В этом случае уравнение равноускоренного движения материальной точки
примет вид: h  у  у0 
gt 2
. Из этого уравнения найдем время и подставим полученное
2
выражение в предыдущую формулу. Теперь можно получить расчетную формулу для
нахождения начальной скорости тела, брошенного горизонтально: v0  s
g
.
2h
Порядок выполнения работы
1. Подготовьте листы для отчета о проделанной работе с предварительными записями.
2. Измерьте высоту стола.
Лабораторная работа «Определение начальной скорости тела, брошенного горизонтально»
2
3. Положите ластик на край стола. Щелчком приведите его в движение в горизонтальном направлении.
4. Заметьте место, в котором резинка достигнет пола. Измерьте расстояние от точки
пола, куда проецируется край стола, до точки падения резинки на полу.
5. Измените высоту полета ластика, подложив под нее на краю стола деревянный
брусок (или коробку). Проведите аналогичные действия для нового случая.
6. Проведите не менее 10 опытов, занесите результаты измерений в таблицу, произведите вычисления начальной скорости ластика, считая ускорение свободного падения
равным 9,81 м/с2.
Таблица результатов измерений и вычислений
№
опыта
Высота полета тела
Дальность полета тела
Начальная скорость
тела
Абсолютная погрешность скорости
h
м
s
м
v0
м/с
v0
м/с
1
2
3
…
10
Среднее
7. Подсчитайте величины абсолютной и относительной погрешностей начальной
скорости тела, сделайте выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Камень брошен вертикально вверх и первую половину пути движется равнозамедленно, а вторую – равноускоренно. Означает ли это, что на первой половине пути его
ускорение отрицательно, а на второй – положительно?
2. Как изменяется модуль скорости тела, брошенного горизонтально?
3. В каком случае выпавший из окна вагона предмет упадет на землю раньше: когда
вагон стоит на месте или когда он движется: Сопротивлением воздуха пренебречь.
4. В каком случае модуль вектора перемещения материальной точки совпадает с путем?
Литература:
1. Джанколи Д. Физика: В 2-х т. Т. 1: Пер. с англ.- М.: Мир, 1989, с. 89, задача 17.
2. Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Экспериментальные задания по физике. 9-11 классы:
учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений.- М.: Вербум-М, 2001,
с. 89.