同步启动水平初速度为 3.00 m/s 的蓝球和静止释放的橙球。记录每一时刻的横向位移、下落高度和速度分量，用过程数据判断两个分运动是否独立。
学习目标
- 验证平抛的水平方向做匀速直线运动
- 通过同高对照验证竖直分运动为自由落体
- 从实测数据求水平初速度与落地水平位移
实验器材
- 两个 0.10 kg、同半径的小球
- 水平初速度已设定的蓝球和零初速橙球
- 接收平面、水平标尺、数字秒表、分量速度图、位移读数板
实验准备
- 两球的初始球心纵坐标相同，至落地球心位置的下降高度均为 5.00 m。
- 蓝球 vx = 3.00 m/s、vy = 0；橙球 vx = vy = 0。
- 本实验读数和速度曲线取竖直向下为正，h 表示下降距离；背景坐标的 y 轴向上，勿将其位置坐标与 h 混用。
操作步骤
观察同步下降
点击开始，比较两球在 t ≈ 0.2、0.4、0.6、0.8 s 时的竖直位置。观察蓝球轨迹是否弯曲，并检查两球的下降距离是否始终相同。
测量两个分运动
每次暂停记录实际 t、蓝球水平位移 x、两球下降距离 h。计算 x/t 和 2h/t²；与分量速度图中的水平直线及竖直斜线核对。
核验轨迹关系
消去时间得到 h = gx²/(2v₀²)。把任意两个落地前的实测 x、h 代入，检查 h/x² 是否约为 0.5444 m⁻¹。
改变水平初速度
每次改变参数前先点击“重置”，在初始状态修改所选器材的属性，再点击“开始”。重新开始采集后图表替换上次曲线；不要在运动途中改初始条件后直接比较。 将蓝球 vx 从 3.00 改为 2.00 m/s，保持 vy = 0、两球高度和重力不变。检验同一时刻的 x 是否变为原来的 2/3，下降 h 是否不变。
观察与记录
- 记录表：t/s、x/m、蓝球 h/m、橙球 h/m、x/t、2h/t²。
- 青、橙两条竖直速度曲线应重合；蓝色水平速度曲线在碰地前保持 3.00 m/s。
- 落地后蓝球仍可能沿无摩擦平面运动，后续水平位置不能作为初次落地的水平位移。
预期结果
- t = 0.80 s 时，x = 2.400 m，h = 3.136 m，vₓ = 3.00 m/s，vᵧ = 7.84 m/s。
- 理论飞行时间为 1.0102 s；3.00 m/s 时初次落地水平位移约 3.0305 m，2.00 m/s 时约 2.0203 m。
- 在初始高度与竖直初速不变时，飞行时间与水平初速度无关。
课堂讨论
- 初速度增大时，飞行时间和水平位移分别怎样改变？
- 同时落地是否足以证明整个竖直运动相同？
- 把重力关闭后，轨迹会变成什么形状？
模型与适用范围
- 使用恒定重力、无空气阻力模型，忽略地球曲率。
- 释放点相距一定水平距离，是为便于观察；比较的是相对于各自释放点的分位移。