利用吊瓶装置演示平抛运动的轨迹

引入背景：

在学习平抛运动时，教学中要想让学生真正看清平抛物体的运动及它的运动轨迹是非常困难的，尽管采用过各种实验装置来研究，但笔者感觉效果都不是很好，因为在确定点的时候相当麻烦，很费时不说而且还不准确。为此笔者想到了医院输液时吊瓶的原理。

实验器材：

整个输液装置一套，一根5cm左右长的带细喷嘴并能插入输液管的细玻璃管，一个挂输液瓶的支架，一块订有白纸的方木板，一个软胶帽，一个备用水杯，一个透明胶带，水等。

实验步骤：

（1）在输液瓶中装入大半瓶水。（2）插好通气管和输液管。（3）在输液管末端插入带喷嘴的细玻璃管。（4）将输液瓶倒挂在支架上，待喷嘴管有水喷出后用软胶帽将喷嘴盖紧。（5）在方木板的白纸上画好直角坐标，然后将方木板竖直放在离地几厘米的高度并固定。（6）调整支架的高度，将输液管末端的喷嘴管拉到板上的坐标原点处，使喷嘴管沿水平方向，并让喷口恰好位于坐标原点，然后将喷嘴管用胶带固定在板上。如图26所示。（7）将喷口处的帽子打开，水流出，并将备用水杯放在地上接住流出的水。（8）用铅笔在白纸上水柱经过的地方作出一系列的投影点。（9）盖好喷嘴，移开方木板，用平滑曲线连接纸上的各点，便得到水做平抛运动的轨迹。

图26

实验现象：

从喷嘴处流出的水在空中形成细细的、弯曲的、稳定的水柱。

原理剖析：

根据输液原理，即瓶中的出水管处的压强保持不变，使得从喷嘴口流出的水流速度保持不变。调节好出水管沿水平方向后，从喷嘴流出的水就做平抛运动。由于喷嘴口很小，流出来的水形成很细的水柱，且是连续的，流出的水要很长一段时间才能装满下面的杯子，所以可以在白纸上慢慢画水柱的投影轨迹。

说明：

（1）此实验比我们在实验室中让小球从斜槽上滚下来一次一次定点研究方便多了，而且更直观。另外，让瓶挂得稍高一点，可以使从管口流出的水速度大一点，这样水柱在空中不容易散开，保证了水柱在板的投影范围内是连续的。（2）这个实验值得大家在平抛运动的教学中试一试。