实验：研究平抛运动1
实验 研究平抛运动 - 副本
实验题目：研究平抛运动教学目标1、知识与技能目标1、知道“探究功与速度变化的关系”、“验证机械能守恒定律”的实验目的2、理解“探究功与速度变化的关系”、“验证机械能守恒定律”的实验原理3、能够控制实验条件，熟悉实验步骤4、能正确地处理实验数据、得出实验结论2、过程与方法1、知道“探究功与速度变化的关系”实验方案中改变弹力做功大小的方法，体会取一根橡皮筋所做的功为单位来简化问题的思想方法。
2、在“验证机械能守恒定律”实验中掌握测量瞬时速度的方法。
3、情感态度与价值观1、培养学生观察、分析、解决问题的能力2、让学生在物理复习中感悟理论与实践联系的辨证关系教学重点1、“探究功与速度变化的关系”、“验证机械能守恒定律”两个实验的实验原理2、能够对两个实验进行实验数据处理，并得出正确的实验结论教学难点1.理解“探究功与速度变化的关系”、“验证机械能守恒定律”两个实验的实验原理2.体会两个实验中所蕴含的思想方法。
3.对实验的误差原因作定性分析，并采取措施减少误差。
实验器材：长木板（附滑轮）、橡皮筋（6条）、小车、小木块、打点计时器、复写纸片、交流电源、导线、纸带、刻度尺、钉子实验原理：可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同的功时物体的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用图1所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v.实验目的：得出做功与物体获得的速度的定量关系实验步骤：A.先将木板置于水平桌面,然后在钉有钢钉的长木板上,放好实验小车。
B.把打点计时器固定在木板的一端,将纸带穿过打点计时器的限位孔,纸带一端夹紧在小车的后端,打点计时器接电源。
C.过两钉中垂线上的适当位置作两钉的平行线,交中垂线于O点,作为小车每次运动的起始点。
D.平衡摩擦力：不挂橡皮筋，调整斜面倾角，使小车匀速下滑。
E.使用一根橡皮筋时,将小车的前端拉到O点,接通电源,打点计时器打点,释放小车,小车离开木板前适时使小车制动,断开电源,取下纸带。
高中物理平抛物体实验：研究平抛物体的运动
高中物理平抛物体实验：研究平抛物体的运动求出平抛物体的初速度。
实验原理：平抛运动可以看作是两个分运动——水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动——的合成;用小球描出平抛运动的轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，就可以根据平抛运动的公式x=vt和y=gt2求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。
学生操作：组装仪器，接通电源(DC4～6V);通过底板四只调平螺栓调整重锤线，使其与平板上标线平行，使导轨末端与重锤线垂直。
旋转小旋钮，使接球槽在支轴上活动(一般先取上方位，逐渐下移);把白纸与复写纸叠放在一起(复写纸在外)平整的压入平板上纸夹内(白纸左上角与原点重合)。
吸球，放球，在白纸上描得一系列平抛球运动点迹(一般取5、6个点)。
数据处理：白纸左上角即为坐标原点O，上边缘为X轴，左边缘为Y轴;把各点用平滑曲线连接起来;量出各点的高度和水平距离，计算出初速度，最后算出平均值。
误差分析：误差来源——小球受空气阻力;斜槽末端切线不水平;小球每次自由滚下的位置不同。
减小误差方法——实验中选取密度大的小金属球;斜槽末端切线一定要调水平;小球每次从斜面上较高的同一点由静止释放。
的编辑为大家带来的高中物理平抛物体实验：研究平抛物体的运动，希望能为大家提供帮助。
验证牛顿第二定律实验的设计探究本节课主要讲解三个方面。
第一、验证牛顿第二定律实验的原理：利用“整体法”分析小车和砂桶一起加速运动受合外力为砂桶的重力，再利用隔离法计算出小车受的合外力(即拉力)，最后得到拉力等于小车重力的近似条件。
第二、利用极限法分析实验图像产生截距的物理解释和误差原因。
第三、简单了解使用气垫导轨光电门等进行实验改进、创新实验的方法。
实验：研究平抛物体的运动研究平抛运动实验是利用描迹法探究问题的一个重要实验。
学生在实验中容易出现的问题是：1.实验的原理理解不到位。
2.实验的控制条件把握不好。
3.实验的数据处理有障碍。
通过本课学习可突破解决以上几个困惑，实现高效学习，并且加深对平抛运动的理解。
5.3 实验：研究平抛运动参考答案+详细解答
3．实验：研究平抛运动一、实验原理1．利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹．2．建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y＝ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线．3．测出轨迹上某点的坐标x、y，据x＝v0t、y＝12gt2得初速度v0＝x·g2y.二、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．三、实验步骤方法一：描迹法1．安装调整(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，使其末端伸出桌面，轨道末端切线水平．(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近．如图所示：2．建坐标系：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，利用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴，画出水平向右的x轴．3．确定小球位置(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值．(2)让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点．(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置．4．描点得轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹．方法二：喷水法如图所示，倒置的饮料瓶内装有水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且加上一个很细的喷嘴．水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹．将它描在背后的纸上，进行分析处理．方法三：频闪照相法数码照相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片．将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线便得到了小球的运动轨迹．四、数据处理1．判断平抛运动的轨迹是否为抛物线：在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x，y)．(1)代数计算法：将某点(如M3点)的坐标(x，y)代入y＝ax2求出常数a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐标都近似成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线．(2)图象法：建立yx2坐标系，根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值，在坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，若大致在一条直线上，则说明平抛运动的轨迹是抛物线．2．计算初速度：在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x ，y )，并记录在下面的表格中，已知g 值，利用公式y ＝12gt 2和x ＝v 0t ，求出小球做平抛运动的初速度v 0，最后算出v 0的平均值．A B C D E F x /mm y /mmv 0＝x g 2y /(m·s －1)v 0的平均值五、误差分析1．安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动．2．建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确．3．小球每次自由滚下时起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差．4．确定小球运动的位置时不准确，会导致误差．5．量取轨迹上各点坐标时不准确，会导致误差．六、注意事项1．斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端的切线水平，将小球放在斜槽末端水平部分，将其向两边各轻轻拨动一次，若没有明显的运动倾向，斜槽末端的切线就水平了．2．方木板固定：方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直．3．小球释放(1)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下．(2)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜．4．坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点．5．初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O 点较远的一些点来计算初速度．【例1】(1)在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的有________．A ．游标卡尺B ．秒表C ．坐标纸D ．天平E ．弹簧测力计F ．重垂线(2)(多选)实验中，下列说法正确的是________．A ．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B ．斜槽轨道必须光滑C ．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些D ．斜槽轨道末端可以不水平(3)(多选)引起实验结果偏差较大的原因可能是________．A ．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平B ．确定Oy 轴时，没有用重垂线C ．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦D ．空气阻力对小球运动有较大影响[解析](1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置，描绘小球的运动轨迹，需要利用重垂线确定坐标轴的y 轴．故C 、F 是需要的．(2)使小球从斜槽上同一位置滚下，才能保证每次的轨迹相同，A 正确．斜槽没必要必须光滑，只要能使小球飞出的初速度相同即可，B 错误．实验中记录的点越多，轨迹越精确，C 正确．斜槽末端必须水平，才能保证小球离开斜槽后做平抛运动，D 错误．(3)小球从斜槽末端飞出时，斜槽切线不水平，y 轴方向不沿竖直方向，空气阻力对小球运动有较大影响，都会影响小球的运动轨迹或计数点的坐标值，从而引起较大的实验误差，而斜槽不绝对光滑只会影响小球平抛的初速度大小，不会影响实验结果偏差大小，故A 、B 、D 正确．[答案](1)C 、F (2)AC (3)ABD【例2】在“研究平抛物体的运动”的实验中：(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是___________________________________________________________________________________________________________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y 轴，竖直线是用________来确定的．(3)某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)该同学在轨迹上任取一点M ，测得坐标为(x ，y )，则初速度的测量值为________，测量值比真实值要________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．[解析](1)斜槽水平时小球处处平衡，放在槽口能静止不动．(2)用重锤线来确定竖直线最准确．(3)描绘小球的运动轨迹时应是描绘球心的位置，因此坐标原点应在平抛起点的球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点．(4)根据x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，两式联立得：v 0＝x g 2y ，因为坐标原点靠下，造成y 值偏小，从而v 0偏大．[答案](1)将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止(2)重垂线(3)坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点(4)v 0＝x g 2y偏大 1.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A ．让小球多次从________位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．B ．按图安装好器材，注意__________________，记下平抛初位置O 点和过O 点的竖直线．C ．取下白纸，以O 为原点，以竖直线为y 轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．完成上述步骤，正确的实验顺序是__________________．[解析]安装器材时，应使斜槽末端水平，以保证小球做平抛运动．实验中，每次小球应从同一位置下落，以保证每次的运动轨迹都相同．[答案]同一斜槽末端水平BAC 2．两个同学根据不同的实验条件，进行了“研究平抛运动”的实验：甲乙(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，使A 球沿水平方向弹出，同时B 球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A 球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M 、N ，分别用于发射小铁球P 、Q ，其中N 的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C 、D ；调节电磁铁C 、D 的高度使AC ＝BD ，从而保证小铁球P 、Q 在轨道出口处的水平初速度v 0相等，现将小铁球P 、Q 分别吸在电磁铁C 、D 上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到的现象应是________________．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______________ ________________________________________________________________.[解析](1)通过对照实验，说明两球具有等时性，由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．(2)两球在水平轨道上相遇，水平方向运动情况相同，说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．[答案](1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动(2)P球击中Q球做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动3．如图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图．甲乙(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的．答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________．(4)计算小球平抛初速度的公式v0＝________，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝________m/s.[解析](1)从O点开始作平行重垂线向下的直线为Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴．如图所示．(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使底端切线沿水平方向．(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下．(4)由于x＝v0t，y＝12gt2，故初速度v0＝x g2y，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝1.6m/s.[答案](1)图见解析利用重垂线作Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴(2)底端切线沿水平方向(3)每次都从同一高度处无初速度滚下(4)x g2y 1.64．某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图所示的照片，已知每个小方格边长为9.8cm，当地的重力加速度为g＝9.8m/s2.(1)若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为平面直角坐标系的正方向，则没有被拍摄到的小球(在图中没有方格的区域内)位置坐标为__________[用图中格数表示坐标，比如图中标记为2的小球坐标为：(2,1)]．(2)小球平抛的初速度大小为________m/s.[解析](1)根据平抛运动的特点，在水平方向上位移相等，所以相邻计数点间的水平距离相等，故水平方向的坐标为x＝3×2×9.8cm＝58.8cm；在竖直方向上做自由落体运动，故在相等时间内走过的位移差为一定值，所以竖直方向的坐标为y＝(1＋2＋3)×9.8cm＝58.8cm；故没有被拍摄到的小球位置坐标为(58.8,58.8)．(2)根据逐差法可得Δh ＝gt 2得t ＝9.8×10－29.8s ＝0.1s ，在水平方向上做匀速直线运动，故v 0＝x t ＝2×9.8×10－20.1m/s ＝1.96m/s.[答案](58.8,58.8) 1.965．试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，如图所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．(1)画出实验示意图；(2)在安装弹射器时应注意________；(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为________；(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是________________________________________________________________________________________________________；(5)计算公式为___________________________．[解析]根据研究平抛运动的实验原理及平抛运动的规律，可以使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度求出时间，再测出水平位移求出其平抛的初速度．y ＝12gt 2，t ＝2y g ，而x ＝v 0t ，所以v 0＝x t ＝x g 2y .[答案](1)如图(2)保持弹射器水平(3)弹丸从弹出到落地水平位移为x ，下落高度y (4)多次实验，求平均值(5)v 0＝xg 2y 6．如图所示为喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小刻度为毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究：(1)已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，找出研究其竖直分运动的方法，并证明竖直分运动是自由落体运动；(2)若g ＝10m/s 2，试求水流喷出的速度．[解析](1)根据水平方向是匀速运动，可以按水平方向距离都等于2cm 选取几个点，发现这几个点恰好落在坐标纸的交点上，如(2,1)、(4,4)、(6,9)等，可见在相等的时间间隔内，竖直方向的位移之比恰好等于1∶3∶5，从而证明了平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．(2)观察发现，水流在水平方向的位移是0.04m 时，竖直方向的位移也是0.04m ，根据h ＝12gt 2，得t ＝2h g ＝2×0.0410s ＝0.0894s ，则水流喷出的速度v 0＝x t ＝0.040.0894m/s ＝0.447m/s ．[答案](1)见解析(2)0.447m/s。
研究平抛运动实验报告
1 实验名称：研究平抛运动一.实验目的1.描绘物体平抛运动的轨迹并判断是不是抛物线；2.学会根据平抛运动轨迹图求出平抛的初速度。
二.实验原理1.平抛物体的运动可以看做是两个分运动的合运动：平抛物体的运动可以看做是两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运动，一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。
让小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系，通过y/x 2的值，来判断轨迹是不是抛物线。
2.测出曲线上某一点的坐标x 和y ，依据重力加速度g 的数值，利用公式y=（1/2）gt 2求出小球的飞行时间t ，再利用公式x=v 0t 求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度v 0。
三.实验仪器平抛实验仪、小球、重垂线、白纸、铁夹、刻度尺、铅笔、复写纸。
四.实验步骤1.固定白纸和复写纸：把白纸和复写纸叠放在一起（复写纸在外）平整地压到屏板上,白纸竖直边和坐标格竖直边平行,用铁夹固定好白纸,铁夹固定的位置不能让小球运动中碰到。
2.调整弧槽，使其末端保持水平：将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，调整斜槽下的螺钉，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明斜槽平直部分的末端处已水平。
3.调整屏板面，使之在竖直平面内：悬挂重锤线，通过底板四只调平螺栓的调整，使重锤线与屏板上的红色标线平行，从而达到屏板面与水平面竖直。
以上两步反复调整。
4.确定坐标原点O ：把小球放在槽口处，重按小球通过复写纸，就得到球心在板上的水平投影点O ，O 点即为坐标原点。
5.描绘运动轨迹：从斜槽尽量高的地方释放钢球，钢球将沿着导轨凹槽滚下并被水平抛出，落在接球槽上，通过复写纸便在白纸上留下痕点。
将小球从同一高度释放多次，将接球槽逐次下降，重复上述操作，即在白纸上描得一系列钢球运动点迹。
（一般取4～6点即可）。
五实验记录次数物理量1 2 3 4 5 6 测x 坐标（m ）测y 坐标（m ）飞行时间t=gy 2（s ）初速度v 0= xy g2（m/s ）2 V 0的平均值的平均值曲线方程六.数据处理1.确定运动轨迹：取下白纸,用平滑的曲线把记下一系列位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
2021届高考物理必考实验十四：研究平抛运动【含答案】
(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，利用(1)中读取的数据，求出小球从P1运动到P2所用的时间为________s，小球抛出后的水平速度为________m/s.(均可用根号表示)
【解析】(1)由题图乙可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格，P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格，所以有|y1－y2|＝0.60m，|y1－y3|＝1.60m，P1到P2两点在水平方向的距离为6格，则有|x1－x2|＝0.60m.
(2)由水平方向的运动特点可知P1到P2与P2到P3的时间相等，竖直方向根据Δy＝gt2，解得t＝ s，则有v0＝ ＝ m/s＝ m/s≈2.97 m/s.
(1)重力加速度的大小为________m/s2，投影点经过图3中M位置时的速度大小为________m/s.
(2)小球平抛时的初速度大小为________m/s.
【解析】(1)小球在竖直方向上做自由落体运动，连续相等时间内的位移之差为恒量
Δy＝gT2＝ ＝1.00cm，代入数据解得，重力加速度g＝9.61m/s2
【典例3】某同学设计了一个研究平抛运动的实验，实验装置示意图如图所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′…)，槽间距离均为d.把覆盖了复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图所示．
实验研究平抛运动
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实验：研究平抛运动
实验器材
平抛运动实验器、钢球、复写纸、白纸、直 尺、三角板、铅笔等。
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实验步骤
实验：研究平抛运动
1.安装调整斜槽：使斜槽末端保持水平。打开上下压纸板， 将复写纸叠放白纸上平整地夹进记录面板。 2.调整记录面板：用调节螺脚调重锤尖与底座上锥尖对正。 以重锤线方向确定Y轴方向后，收重锤放记录面板后。 3.确定坐标原点O：将接球板装入竖直轨道，升至轨道O 线位，用钢球沿接球档板向白纸横划X轴线(与Y轴交点为 坐标原点O) 4.描绘运动轨迹： 在白纸上记录钢球平抛轨迹上一系列 位置，取下白纸，用平滑的曲线把这些点连接起来便得到 钢球做平抛运动的轨迹。 5.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 6.计算平抛物体的初速度
实验原理
平抛运动可以看成是两个分运动的合运动： 水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自 由落体运动。
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实验：研究平抛运动
实验探究一：描绘出平抛物体的运动轨迹
●为什么要保证斜槽末端水平？怎么检验斜槽末端 是否水平？
●怎样确定记录面板是否竖直？
●怎样确定坐标原点O？坐标原点是槽口末端点吗？
●为什么要强调钢球每次都要从斜槽上的同一位置由 静止滑下？
实验：研究平抛运动
授课人：王老师
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实验：研究平抛运动
复习回顾
1.什么是平抛运动？
2.平抛运动可以分解为哪两个分运动？ 在这两个方向上分别做什么运动？
3.平抛运动的轨迹是什么？
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实验：研究平抛运动
实验目的
◆描绘出平抛物体的运动轨迹 ◆判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 ◆计算平抛物体的初速度
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实验：研究平抛运动
研究平抛运动实验（共6篇）
研究平抛运动实验（共6篇）以下是网友分享的关于研究平抛运动实验的资料6篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
《实验：研究平抛运动》教案篇1实验：研究平抛运动描绘平抛运动的轨迹【方案一】平抛运动演示仪一、实验目的1．用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。
2．从实验轨迹求平抛物体的初速度。
二、实验器材斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。
三、实验原理平抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
让小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，建立坐标系。
测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值、利用公式y=gt2/2 求出小球飞行时间t，再利用公式x=vt ，求出小球做平抛运动的初速度。
四、实验步骤1、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。
2、调整木板：用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行。
然后把重垂线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。
3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。
4．描绘运动轨迹：使小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，可记录小球平抛轨迹上的一系列位置。
5、计算初速度：取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。
用公式x＝v0t和y＝gt2/2计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值，并将有关数据记入表格内。
五、注意事项1、保证斜槽末端的切线水平。
2、方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。
5.3实验：研究平抛运动
三、 1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木 、应保持斜槽末端的切线水平， 切线水平 熟 竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触； 板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触； 悉 实 2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下， 同一位置无初速度滚下 、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下， 验 在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适 在斜槽上释放小球的高度应适当 高度应适当， 步 的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到 的水平初速度抛出， 骤 右下角间分布，从而减小测量误差； 右下角间分布，从而减小测量误差； 及 、坐标原点（ 注 3、坐标原点（小球做 平抛运动的起点） 意 平抛运动的起点）不是 O 槽口的端点， 事 槽口的端点，应是小球 项 在槽口时球心在木板上 O′ 的水平投影点。 的水平投影点。 坐标原点（平抛起点） 坐标原点（平抛起点）
要
四、数据处理
点 透 析
求小球的平抛初速度 为原点，画出竖直向下的y轴和水平的x a、以O为原点，画出竖直向下的y轴和水平的x轴； 从曲线上选取A 六个不同的点， b、从曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点， 测出它们的坐标； 测出它们的坐标； g 用这六个点的坐标， c、用这六个点的坐标，根据公式 v 0 = x 2y 求 出 然后统计平均。 六个v 六个v0值，然后统计平均。 ．
x
2m/s
§5.3 实验：研究平抛运动 实验：
实验目的
1、用实验的方法描出平抛物体的运动轨迹； 用实验的方法描出平抛物体的运动轨迹； 2、掌握根据平抛物体运动轨迹求初速度的方法。 掌握根据平抛物体运动轨迹求初速度的方法。 一、了解实验器材； 了解实验器材； 二、掌握实验原理； 掌握实验原理； 三、熟悉实验步骤及注意事项
1.3实验：研究平抛运动
礼州中学物理组 汪海兵
平抛运动的形成条件:
（1）具有水平的初速度
（2）忽略空气阻力， 只受重力的作用
实验仪器
平板、重垂线、铅笔、刻度尺、小球、
弧形斜槽、白纸、有孔的硬纸片
实验步骤
1．安装调整斜槽，用图钉把白纸钉在竖直板上，
在木板的左上角固定斜槽。 平衡法调整斜槽:将小球轻放在斜槽平直部分 的末端处，若小球在平直轨道上的任意位置都 静止，就表明水平已调好。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验步骤
2．调整木板：用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖 直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然 后把重垂线方向记录到木板的白纸上，固定木板，使 在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不
变。
3．确定坐标O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在 槽口时球心在图板上的水平投影点O，O点即为坐标原 点。
30°
v
练习1.在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下 列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、 C 刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的： A、秒表 B、天平 C、重锤线 D、测力计
练习2.在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次 从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是 [ ] ABD A．小球平抛的初速度不同 B．小球每次做不同的抛物线运动 C．小球在空中运动的时间每次均不同 D．小球通过相同的水平位移所用时间均不同
4.确定小球释放点:选择一个小球在斜 槽上合适的位置由静止释放,使小球运 动轨迹大致经过白纸的右下角;
5．描述运动轨迹
思考：如何描述？
6．计算平抛运动的初速度
思考：如何计算？ v0
gx 2y
2
注意事项
实验：研究平抛运动
描绘平抛运动的轨迹
• 将白纸和复写纸叠放在一起（复写纸在外） 平整地压入平板上纸夹内。 • 打开开关，电磁铁将小球吸在导轨某一高 度，闭合开关，释放小球，小球离开导轨 做平抛运动并落在接球槽上，通过复写纸 在白纸上留下痕迹。 • 将接球槽逐次下降，重复实验，即在白纸 上描得一系列平抛运动点迹。
o o o
X1 X12 Y1
X2 X22 Y2
X3 X32 Y3
X4 X42 Y4
x5 x52 y5
以y为纵坐标，x2为横坐标，建立y-x2坐标系， 在y-x2坐标系中描点：
Y-x2图像是一条过原点的倾斜直线，说明y 与x2成正比，满足y=ax2形式，即平抛运动 的轨迹是一条抛物线。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
计算平抛物体的初速度
平抛运动 水平方向：匀速直线 竖直方向：自由落体 根据两个分运动的等时性……
1 y1 gt 2 2 1 y2 g (2t )2 2 1 y3 g (3t )2 2
x 1 v0t x2 v0 2t x3 v0 3t
获得平抛运动轨迹的其他方案：
• 喷水法 • 频闪照相法
取下白纸，以O点为原点画水平向右的x轴和 竖直向下的y轴，用平滑曲线将记下的各点 连接，得到小球做平抛运动的轨迹。
判断平抛运动的轨迹是否为抛物线
• 若平抛的轨迹为抛物线：
y ax
2
（a为常数）
• 在x轴上作出等距离的几个点x1，x2， x3，……，由x1，x2，x3，……向下做垂 线，垂线与轨迹的交点记为A1，A2， A3，……，由A1，A2，A3，……，向y轴 做垂线，垂线与y轴交点记为y1，y2， y3, ……。 • 用刻度尺测量某点的x，y两个坐标，将坐 标记录在表格中：
实验：研究平抛运动课件
•用细水流显示平抛运动的轨迹
• 如图所示，倒置的饮料瓶内装着水， 瓶塞内插着两根两端开口的细管， 其中一根弯成__水_平__，且加上一个 很细的喷嘴。
• 水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲 的细水柱，它显示了___平_抛_运__动___ 的轨迹。将它描在背后的纸上，或 用相机拍摄下来进行分析处理。
•用频闪照相拍摄平抛运动的轨迹 • 用数码照相机可记录平抛运动的轨迹，如图
所示。由于相邻两帧照片间的时间间隔是
___相__等__的，只要测量相邻两照片上小球的 ___水_平___位移，就很容易判断平抛运动水平 方向上的运动特点。
• 用描迹法研究平抛运动 • 1．实验目的 • (1)描出平抛运动的轨迹，并验证轨迹是一条
抛物线。
• (2)根据平抛运动的轨迹求其初速度。
2．实验原理
答案：(1)保证小球沿水平方向抛出
g (2)s 2h－L (3)0.52
• 点评：本题是平抛运动规律的应用问题，属 实验原理的迁移应用，考查知识的迁移能力， 是高考命题的趋势。
• (2)建坐标系
• 把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口 (轨道末端)时球心所在木板上的投影点O，O 点即为坐标原点，用重垂线画出过坐标原点 的竖直线作为y轴，画出水平向右的x轴。
• (3)确定小球位置：
• ①将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小 球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平 抛运动的小球在某一x值处的y值。
• (2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落 到木板上的C点，O′C＝s，则小球做平抛运 动的初速度v0＝________。
• (3)在其他条件不变的情况下，若改变释放小 球时悬线与竖直方向的夹角θ，小球落点与O′ 点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以 s2为纵坐标、cosθ为横坐标，得到如图(乙)所 示图象。则当θ＝30°时，s为________m。
研究平抛运动(实验报告)
研究平抛运动(实验报告)引言概述：平抛运动是物理学中一种基本运动形式，它指的是在水平方向上以一定的初速度进行投掷物体，在无重力和空气阻力的情况下，物体将沿着一条抛物线轨迹运动。
本实验旨在通过验证平抛运动的基本理论，深入研究其运动规律，并通过实验数据进行验证和分析，以验证实验结果与理论预期的一致性。
正文内容：1. 运动规律的分析1.1 平抛运动的基本概念平抛运动是指在竖直方向上受到重力的作用，在水平方向上以一定的初速度进行投掷物体。
在无重力和空气阻力的情况下，物体将沿着抛物线轨迹运动。
1.2 平抛运动的基本公式平抛运动的运动方程为：- 水平方向运动方程：x = v0xt- 竖直方向运动方程：y = v0yt - 1/2gt^2其中，x 表示水平方向位移，v0x 表示水平方向初速度，t 表示运动时间，y 表示竖直方向位移，v0y 表示竖直方向初速度，g 表示重力加速度。
2. 实验装置与方法2.1 实验装置本实验使用的实验装置主要包括：平台、抛体、计时器和测量仪器（如标尺、尺子等）。
2.2 实验方法具体实验操作步骤如下：- 将平台放置在水平地面上，并保证其稳定性。
- 在平台上放置抛体，并确定其起始位置。
- 使用计时器测量抛体的飞行时间。
- 使用测量仪器测量抛体的水平位移和竖直位移。
3. 实验数据处理3.1 数据采集使用实验方法所述的测量仪器和计时器测量抛体的水平位移、竖直位移和飞行时间，并记录数据。
3.2 数据处理通过实验数据进行计算，利用平抛运动的基本公式，计算抛体的初速度、抛体的水平速度、抛体的竖直速度等参数，并将计算结果整理为表格或图形。
4. 实验结果与分析4.1 数据表格或图形呈现将实验数据处理后的结果整理为表格或图形，清晰地展示出抛体的位移、速度等参数随时间变化的趋势。
4.2 数据分析通过观察数据表格或图形，分析抛体的运动规律。
比较实验结果与理论预期的一致性，讨论可能存在的误差来源，并提出改进实验设计的建议。
高中物理必修2-实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动知识集结知识元实验：研究平抛运动知识讲解一、探究平抛运动物体在竖直方向的运动规律演示实验1：平抛物体和自由落体物体从同一高度同时开始运动，可观察到它们的落地时间相等．演示实验2：2个初速度不同的平抛物体与自由落体同时从同一高度开始运动，可观察到它们的落地时间相等．结论：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，平抛运动的落地时间与它的初速度无关．二、探究平抛运动物体在水平方向的运动规律演示实验：如图所示的装置研究平抛物体的运动．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出，可以看到P、Q两球相碰，只改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象．结论：在相等的时间间隔内物体在水平方向的位移相等，这说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动．三、探究平抛物体运动规律1．实验目的（1）用实验的方法描出平抛运动的轨迹．（2）用实验轨迹求解平抛运动的初速度．2．实验原理使小球做平抛运动，利用描迹法描绘小球的运动轨迹，建立直角坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式：和，可得．3．实验器材(以斜槽法为例)斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．4．实验步骤（1）如图所示安装实验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端恰好静止)．（2）以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x 轴．（3）使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．用同样方法，在小球运动路线上描下若干点．（4）将白纸从木板上取下，从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图乙所示．5．实验注意事项（1）固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度水平．（2）固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直．（3）小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板．（4）要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差．（5）坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点．（6）计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和计算．6．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线（1）原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y=ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值．（2）验证方法方法一：代入法用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y=ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数．方法二：图像法建立y－x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值，在y－x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值．7．计算平抛运动的初速度（1）平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0．因x=v0t，，故．（2）平抛轨迹残缺(即无抛出点)如图所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则.所以所以初速度.平抛运动的规律如图所示，以抛出点O为坐标原点，水平方向为x轴(正方向与初速度v0方向相同)，以竖直方向为y轴(正方向向下)，经时间t做平抛运动的质点到达P位置，速度为v.注：平抛运动的速度偏角与位移偏角的关系两偏角关系：由于tanθ＝2tanα，v的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点．例题精讲实验：研究平抛运动例1.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛______________．（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s．（g=9.8m/s2）（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为__________m/s；B点的速度为__________m/s．（g=10m/s2）例2.回答下面有关“研究平抛运动”的实验的问题：（1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：__________A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置必须不同C．每次必须由静止释放小球D．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降E．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线（2）在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸来记录轨迹，每小格边长均为L=5cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中ABC所示，由竖直方向可知相邻两位置间的时间间隔表达式为T=____，则小球平抛初速度的表达式为v0=____，小球平抛初速度的大小为v0=__________m/s（g=10m/s2）例3.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A．让小球多次从________位置自由滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如右图中a、b、c、d所示．B．按图安装好器材，注意调节斜槽末端切线________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．（2）上述实验步骤的合理顺序是_____________．（3）已知图中小方格的边长L=1.25cm，则小球平抛的初速度为v0=_____________（用L、g表示），其值是_____________（取g=9.80m/s2），小球在b点的速率_____________（保留三位有效数字）．。
1_5.3 实验：研究平抛运动参考答案+详细解答
3．实验：研究平抛运动一、实验原理1．利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹．2．建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y＝ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线．3．测出轨迹上某点的坐标x、y，据x＝v0t、y＝12gt2得初速度v0＝x·g2y.二、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．三、实验步骤方法一：描迹法1．安装调整(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，使其末端伸出桌面，轨道末端切线水平．(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近．如图所示：2．建坐标系：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，利用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴，画出水平向右的x轴．3．确定小球位置(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值．(2)让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点．(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置．4．描点得轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹．方法二：喷水法如图所示，倒置的饮料瓶内装有水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且加上一个很细的喷嘴．水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹．将它描在背后的纸上，进行分析处理．方法三：频闪照相法数码照相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片．将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线便得到了小球的运动轨迹．四、数据处理1．判断平抛运动的轨迹是否为抛物线：在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x，y)．(1)代数计算法：将某点(如M3点)的坐标(x，y)代入y＝ax2求出常数a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐标都近似成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线．(2)图象法：建立yx2坐标系，根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值，在坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，若大致在一条直线上，则说明平抛运动的轨迹是抛物线．2．计算初速度：在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x ，y )，并记录在下面的表格中，已知g 值，利用公式y ＝12gt 2和x ＝v 0t ，求出小球做平抛运动的初速度v 0，最后算出v 0的平均值．A B C D E F x /mm y /mmv 0＝x g 2y /(m·s －1)v 0的平均值五、误差分析1．安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动．2．建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确．3．小球每次自由滚下时起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差．4．确定小球运动的位置时不准确，会导致误差．5．量取轨迹上各点坐标时不准确，会导致误差．六、注意事项1．斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端的切线水平，将小球放在斜槽末端水平部分，将其向两边各轻轻拨动一次，若没有明显的运动倾向，斜槽末端的切线就水平了．2．方木板固定：方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直．3．小球释放(1)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下．(2)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜．4．坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点．5．初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O 点较远的一些点来计算初速度．【例1】(1)在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的有________．A ．游标卡尺B ．秒表C ．坐标纸D ．天平E ．弹簧测力计F ．重垂线(2)(多选)实验中，下列说法正确的是________．A ．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B ．斜槽轨道必须光滑C ．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些D ．斜槽轨道末端可以不水平(3)(多选)引起实验结果偏差较大的原因可能是________．A ．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平B ．确定Oy 轴时，没有用重垂线C ．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦D ．空气阻力对小球运动有较大影响[解析](1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置，描绘小球的运动轨迹，需要利用重垂线确定坐标轴的y 轴．故C 、F 是需要的．(2)使小球从斜槽上同一位置滚下，才能保证每次的轨迹相同，A 正确．斜槽没必要必须光滑，只要能使小球飞出的初速度相同即可，B 错误．实验中记录的点越多，轨迹越精确，C 正确．斜槽末端必须水平，才能保证小球离开斜槽后做平抛运动，D 错误．(3)小球从斜槽末端飞出时，斜槽切线不水平，y 轴方向不沿竖直方向，空气阻力对小球运动有较大影响，都会影响小球的运动轨迹或计数点的坐标值，从而引起较大的实验误差，而斜槽不绝对光滑只会影响小球平抛的初速度大小，不会影响实验结果偏差大小，故A 、B 、D 正确．[答案](1)C 、F (2)AC (3)ABD【例2】在“研究平抛物体的运动”的实验中：(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是___________________________________________________________________________________________________________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y 轴，竖直线是用________来确定的．(3)某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)该同学在轨迹上任取一点M ，测得坐标为(x ，y )，则初速度的测量值为________，测量值比真实值要________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．[解析](1)斜槽水平时小球处处平衡，放在槽口能静止不动．(2)用重锤线来确定竖直线最准确．(3)描绘小球的运动轨迹时应是描绘球心的位置，因此坐标原点应在平抛起点的球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点．(4)根据x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，两式联立得：v 0＝x g 2y ，因为坐标原点靠下，造成y 值偏小，从而v 0偏大．[答案](1)将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止(2)重垂线(3)坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点(4)v 0＝x g 2y偏大 1.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A ．让小球多次从________位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．B ．按图安装好器材，注意__________________，记下平抛初位置O 点和过O 点的竖直线．C ．取下白纸，以O 为原点，以竖直线为y 轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．完成上述步骤，正确的实验顺序是__________________．[解析]安装器材时，应使斜槽末端水平，以保证小球做平抛运动．实验中，每次小球应从同一位置下落，以保证每次的运动轨迹都相同．[答案]同一斜槽末端水平BAC 2．两个同学根据不同的实验条件，进行了“研究平抛运动”的实验：甲乙(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，使A 球沿水平方向弹出，同时B 球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A 球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M 、N ，分别用于发射小铁球P 、Q ，其中N 的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C 、D ；调节电磁铁C 、D 的高度使AC ＝BD ，从而保证小铁球P 、Q 在轨道出口处的水平初速度v 0相等，现将小铁球P 、Q 分别吸在电磁铁C 、D 上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到的现象应是________________．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______________ ________________________________________________________________.[解析](1)通过对照实验，说明两球具有等时性，由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．(2)两球在水平轨道上相遇，水平方向运动情况相同，说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．[答案](1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动(2)P球击中Q球做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动3．如图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图．甲乙(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的．答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________．(4)计算小球平抛初速度的公式v0＝________，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝________m/s.[解析](1)从O点开始作平行重垂线向下的直线为Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴．如图所示．(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使底端切线沿水平方向．(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下．(4)由于x＝v0t，y＝12gt2，故初速度v0＝x g2y，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝1.6m/s.[答案](1)图见解析利用重垂线作Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴(2)底端切线沿水平方向(3)每次都从同一高度处无初速度滚下(4)x g2y 1.64．某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图所示的照片，已知每个小方格边长为9.8cm，当地的重力加速度为g＝9.8m/s2.(1)若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为平面直角坐标系的正方向，则没有被拍摄到的小球(在图中没有方格的区域内)位置坐标为__________[用图中格数表示坐标，比如图中标记为2的小球坐标为：(2,1)]．(2)小球平抛的初速度大小为________m/s.[解析](1)根据平抛运动的特点，在水平方向上位移相等，所以相邻计数点间的水平距离相等，故水平方向的坐标为x＝3×2×9.8cm＝58.8cm；在竖直方向上做自由落体运动，故在相等时间内走过的位移差为一定值，所以竖直方向的坐标为y＝(1＋2＋3)×9.8cm＝58.8cm；故没有被拍摄到的小球位置坐标为(58.8,58.8)．(2)根据逐差法可得Δh ＝gt 2得t ＝9.8×10－29.8s ＝0.1s ，在水平方向上做匀速直线运动，故v 0＝x t ＝2×9.8×10－20.1m/s ＝1.96m/s.[答案](58.8,58.8) 1.965．试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，如图所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．(1)画出实验示意图；(2)在安装弹射器时应注意________；(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为________；(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是________________________________________________________________________________________________________；(5)计算公式为___________________________．[解析]根据研究平抛运动的实验原理及平抛运动的规律，可以使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度求出时间，再测出水平位移求出其平抛的初速度．y ＝12gt 2，t ＝2y g ，而x ＝v 0t ，所以v 0＝x t ＝x g 2y .[答案](1)如图(2)保持弹射器水平(3)弹丸从弹出到落地水平位移为x ，下落高度y (4)多次实验，求平均值(5)v 0＝xg 2y 6．如图所示为喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小刻度为毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究：(1)已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，找出研究其竖直分运动的方法，并证明竖直分运动是自由落体运动；(2)若g ＝10m/s 2，试求水流喷出的速度．[解析](1)根据水平方向是匀速运动，可以按水平方向距离都等于2cm 选取几个点，发现这几个点恰好落在坐标纸的交点上，如(2,1)、(4,4)、(6,9)等，可见在相等的时间间隔内，竖直方向的位移之比恰好等于1∶3∶5，从而证明了平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．(2)观察发现，水流在水平方向的位移是0.04m 时，竖直方向的位移也是0.04m ，根据h ＝12gt 2，得t ＝2h g ＝2×0.0410s ＝0.0894s ，则水流喷出的速度v 0＝x t ＝0.040.0894m/s ＝0.447m/s ．[答案](1)见解析(2)0.447m/s7．在研究“平抛运动”实验中．(1)图1是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端时的_______．图1A．球心B．球的上端C．球的下端在此实验中，下列说法正确的是________(多选)．A．斜槽轨道必须光滑B．记录的点应适当多一些C．用光滑曲线把所有的点连接起来D．y轴的方向根据重垂线确定(2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可以判断实验操作错误的是________．图2A．释放小球时初速度不为零B．释放小球的初始位置不同C．斜槽末端切线不水平(3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是()7．(1)B BD(2)C(3)B解析(1)小球平抛运动轨迹出发点应该在斜槽末端球的上端处，所以选B.实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证小球从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，小球离开斜槽末端的速度就是一样的，所以A错，记录点适当多一些，能够保证所描曲线更接近小球的真实轨迹，选项B正确，选项C错．y轴必须是竖直方向，即用重垂线确定，即选项D正确。
2020-2021学年物理人教版必修2学案：5.3 实验：研究平抛运动 (1)
3实验：研究平抛运动知识点一实验目的1．判断平抛运动的轨迹是否为抛物线．2．计算平抛运动的初速度．知识点二实验原理1．用描迹法画出小球平抛运动的轨迹．2．建立坐标系，测出轨迹上某点的坐标x、y，据x＝v0t，y＝12gt2得初速度v0＝x·g 2y.知识点三实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．知识点四实验过程案例一：用如图所示装置完成实验1．实验装置如图所示，安装调整斜槽：将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末端切线水平．2．将坐标纸固定在木板上，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线沿水平方向，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近，把小球放在斜槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，用重垂线画出过坐标原点的竖直线，作为y轴，画出水平向右的x轴．3．描点：将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值，然后让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点．用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置．4．描绘出平抛运动的轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹．5．计算初速度：在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x，y)，并记录在下面的表格中，已知g值，利用公式y＝12gt2和x＝v0t求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值.A B C D E Fx/mmy/mmv0＝x g2y/(m·s－1)v0的平均值案例二：利用水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹1．如图所示，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴．[直管的作用是保证A处的压强等于大气压强，使弯管喷出水的流速(平抛初速度)不受瓶内液面的影响]2．水从喷嘴中喷出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹．将它描在背后的纸上，进行分析处理．案例三：用频闪照相法探究平抛运动1．用数码照相机记录下平抛运动的轨迹，如图所示．2．由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的，只要测出相邻两照片上小球的水平位移，就很容易判断出平抛运动水平方向上的分运动的特点．考点一对实验装置和原理的考查【例1】(多选)在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是()A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B．选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D．除上述装置外，还可以用数码照相机每秒拍摄15帧钢球做平抛运动的照片以获得平抛运动的轨迹本题实质是考查用这三个装置研究平抛运动时要注意的事项．分析问题时要从实验原理、实验步骤出发，寻找正确、合理的★★★答案★★★．【解析】小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A不合理；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得钢球做平抛运动时每秒15帧的照片就等同于做平抛运动实验时在方格纸上描点的方法，同样可以获得平抛运动的轨迹，选项D正确．【★★★答案★★★】BD总结提能研究平抛运动的实验原理：把平抛运动看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动．高考中常常通过变通实验装置、变通操作方法等达到验证实验的目的，考查同学们利用课本知识解决实际问题的能力．在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是CF.A．游标卡尺B．秒表C．坐标纸D．天平E．弹簧秤F．重垂线实验中，下列说法正确的是AD.A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端可以不水平D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来解析：本题考查的是仪器的选择和实验的注意事项．实验还需要的器材是坐标纸和重垂线，描出的轨迹在坐标纸上，方便数据处理，重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标．做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动，使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描画小球运动轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点可舍去．考点二实验数据处理【例2】在“研究平抛运动”的实验中，某同学记录了运动轨迹上三点A、B、C，如图所示，以A为坐标原点建立坐标系，各点坐标值已在图中标出．求：(1)小球平抛初速度的大小；(2)小球做平抛运动的初始位置坐标．平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动．【解析】(1)如题图所示，小球在AB段、BC段水平位移相等，而小球在水平方向做匀速运动，因此小球在这两段的运动时间t AB＝t BC ＝T.小球在竖直方向做匀加速运动，由Δy＝aT2得(0.25－0.15) m＝10 m/s2·T2，T＝0.1 s.小球在水平方向上做匀速运动，有v0＝ΔxT＝0.10.1m/s＝1 m/s.(2)由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动，小球在B 点的竖直分速度大小等于AC 段在竖直方向上的平均速度大小．v By ＝0.40.2m/s ＝2 m/s. 设小球从抛出点O 到B 点历时为t OB ，有t OB ＝v By g ＝210s ＝0.2 s 小球从抛出点O 到A 点历时：t OA ＝t OB －T ＝0.1 s.因此，x OA ＝v 0t OA ＝10 cm ，y OA ＝12gt 2OA ＝5 cm 故O 点坐标值为(－10 cm ，－5 cm)．【★★★答案★★★】 (1)1 m/s (2)(－10 cm ，－5 cm)总结提能 本题考查的是通过对图象的深入分析，了解学生对平抛运动规律的理解程度．由竖直方向的位移之比可以判断A 点不是抛出点，所以在求解时不能用x ＝v 0t 和y ＝12gt 2得出★★★答案★★★．某同学利用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示．图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m ，P 1、P 2和P 3是轨迹图线上的3个点，P 1和P 2、P 2和P 3之间的水平距离相等．完成下列填空：(重力加速度取9.8 m/s 2)(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3.从图乙中可读出|y1－y2|＝0.60 m，|y1－y3|＝1.60 m，|x1－x2|＝0.60 m．(保留两位小数)(2)若已知抛出后小球在水平方向上做匀速运动．利用(1)中读取的数据，求出小球从P1运动到P2所用的时间为0.20 s，小球抛出后的水平速度为3.0 m/s.解析：(1)由图乙可知：|y1－y2|＝0.60 m.|y1－y3|＝1.60 m，|x1－x2|＝0.60 m.(2)竖直方向：|y2－y3|＝1.00 m，由|y2－y3|－|y1－y2|＝gt2，得0.4 m＝gt2，所以t＝0.2 s.水平方向：|x1－x2|＝v0t，所以v0＝|x1－x2|t＝3.0 m/s.考点三实验创新设计【例3】为了探究平抛运动的物体在竖直方向的运动规律，某同学设计了下面一个实验．如图所示，OD为一竖直木板，小球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开O点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小球的运动，小球在运动过程中，便在木板上留下影子．如图是用频闪照相机拍摄的小球在运动过程中的位置以及在木板上留下的影子的位置，如图中A、B、C、D等点．现测得各点到O点的距离分别为5.0 cm、19.8 cm、44.0 cm、78.6 cm.试根据影子的运动情况讨论物体在竖直方向上的运动情况．(已知照相机的闪光频率为10 Hz)．小球运动过程中在木板上留下的影子反映了小球在竖直方向的运动情况．根据在竖直方向相等时间里影子的位移，结合运动学规律进行分析．【解析】照相机的闪光周期T＝0.1 s．影子在连续闪光时间内的位移分别为x1＝5 cm、x2＝14.8 cm、x3＝24.2 cm、x4＝34.6 cm.根据逐差法可求得影子运动的加速度．x3－x1＝2a1T2x4－x2＝2a2T2所以a＝a1＋a22＝(x3＋x4)－(x1＋x2)4T2≈9.8 m/s2.加速度等于重力加速度，可见，小球在竖直方向的运动为自由落体运动．【★★★答案★★★】见解析总结提能本题的巧妙之处为打破了常规的探究方法，利用影子的运动反映小球在竖直方向上的运动情况，分析出了影子的运动规律，即可得知平抛运动物体在竖直方向的运动规律．如果将平行光改为竖直方向，小球在运动过程中会在地面上留下影子．如图所示，用照相机测得的影子的位置如图中的A、B、C、D、E等点．现测得各点到A点之间的距离分别为19.6 cm、39.8 cm、60.2 cm、79.6 cm，试根据影子的运动讨论物体在水平方向上的运动情况．解析：小球在地面上留下的影子的运动情况反映了物体在水平方向的运动情况．各点到A点之间的距离即为物体在水平方向上的位移，可以作出位移图象来判断物体在水平方向的运动情况．如图所示．由图象可以看出，图线为经过原点的一条直线，说明位移随时间均匀变化，即影子的运动为匀速直线运动，也就说明物体在水平方向的运动为匀速直线运动．★★★答案★★★：见解析1．在“研究平抛物体的运动”的实验中，为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择(A)A．实心小铁球B．空心小铁球C．实心小木球D．以上三种球都可以解析：平抛运动是只受重力作用的运动，为了减小小球在运动过程中所受空气阻力的影响，应选择体积小、密度和质量大的球，A正确．2．在做“研究平抛运动”实验中，下列措施有利于减小实验误差的是(D)A．斜槽轨道必须光滑B．以斜槽末端为坐标系的原点C．每次要平衡摩擦力D．小球每次应从斜槽同一高度由静止释放解析：本实验对斜槽的要求是其末端必须水平，并不要求它非得光滑，A错；实验中也不要求平衡摩擦力，C错；建立坐标系时，将小球放于斜槽的末端，应选小球球心在白纸上的投影作为原点，B错；为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同，应将小球每次从斜槽同一高度由静止释放，D对．3．(多选)“探究平抛物体的运动规律”实验的装置如图所示，在实验前应(AB)A．将斜槽的末端切线调成水平B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C．斜槽的末端没有必要保持水平D．测出平抛小球的质量解析：实验时要使小球水平抛出，靠近竖直木板但不能与木板接触，使小球从孔中通过，在木板上记下小球各个时刻的位置，为此，斜槽的末端必须水平，木板竖直且与小球下落方向的竖直平面平行，实验中对小球的质量没有要求，故A、B正确．4.如图所示是某物体做平抛运动实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据，图中O点为物体的抛出点．根据图中数据，物体做平抛运动的初速度v0＝1.6 m/s.(取g＝10 m/s2)解析：根据题意由x＝v0t，y＝12gt2，代入数据0.48 m＝v0t,0.45 m＝12×10 m/s2×t2，解得t＝0.3 s，v0＝1.6 m/s.5．如图所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移．保持水平槽口距底板高度h＝0.420 m不变．改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中.v0/(m·s－1)0.741 1.034 1.318 1.584t/ms292.7293.0292.8292.9d/cm21.730.338.646.4(1)v0成正比关系，与时间无关．(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理＝2hg＝2×0.42010s＝289.8 ms，发现理论值与测量值之差约为3 ms.经检查，实验及测量无误，其原因是重力加速度取值不正确．(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，重新做了这个实验，竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t′理，但二者之差在3 ms～7 ms，且初速度越大差值越小．对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是光电门传感器置于槽口的内侧．解析：(1)给出的四组数据，d与v0的比值分别为0.293、0.293、0.293、0.293，可见，水平位移与初速度成正比，与时间无关．(2)重力加速度应取当地的真实值，或取9.8 m/s2，不能取10 m/s2.(3)测量值大于理论计算值的原因可能有两个，一是光电门传感器置于槽口的内侧，将小球水平运动的时间记录在内了，二是空气阻力的影响，使运动时间比理论值偏大．由题意知初速度越大差值越小，故导致偏差的原因是光电门传感器置于槽口的内侧．学科素养培优精品微课堂——思想方法系列(三)平抛运动轨迹的获得及轨迹的应用[方法解读]1．平抛运动轨迹的获得(1)描迹法实验装置如图所示，小球每一次都从斜槽上的同一位置无初速度释放，小球在斜槽末端获得相同的初速度后水平抛出，每次的轨迹都相同．多次平抛并用铅笔描点，最后用平滑的曲线连接各点，得到平抛运动的轨迹．(2)频闪照相法用频闪照相法可记录平抛运动的轨迹．如图所示，由于相邻两帧照片间的时间间隔相等，只要测出相邻两帧照片间的水平距离，就很容易判断平抛运动在水平方向上的运动特点．(3)喷水法如图所示，倒置的塑料瓶内装有水，瓶塞内插有两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴．直管的作用是保证喷出的水的流速(平抛的初速度)不受瓶内水面高度的影响．水从喷嘴中喷出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹，设法将它描在背后的纸上就能得到平抛运动的轨迹．2．根据平抛运动的轨迹能够获得的信息(1)平抛运动水平方向的运动性质的判定：根据平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动及自由落体运动下落高度h与运动时间t的关系h＝12gt2，在如图所示的平抛运动轨迹的竖直方向(y坐标轴)上，从原点O开始向下取一个纵坐标为h的点，再找到纵坐标为4h、9h、16h、…的点，则在物体运动的过程中，纵坐标从其中一个位置到下一个位置所用的时间都是相等的．过这些点作水平线与轨迹分别交于A、B、C、…点，则这些交点就是每经过相等时间物体到达的位置．测量O、A、B、C、…各点中相邻两点间的水平距离，若各段距离相等，说明水平方向上的运动是匀速直线运动．(2)判断O点是不是抛出点如图所示，在轨迹上取A、B、C三点，使OA、AB、BC的水平距离相等，即从O到A、从A到B、从B到C的时间相等，过A、B、C三点作水平线和y轴相交，得到A、B、C三点的纵坐标值y A、y B、y C.如果满足y A y B y C＝149，则说明O点为平抛的起点．若不满足这个比例关系，则说明O点不是平抛的起点．(3)平抛初速度的计算在确定坐标原点为抛出点的情况下，在轨迹上任取几点(如A、B、C、D)，用刻度尺和三角板分别测出它们的坐标x和y.根据平抛运动水平方向是匀速直线运动(x＝v0t)及竖直方向是自由落体运动(y＝12gt2)，分别计算平抛的初速度v0，最后计算平抛初速度v0的平均值．(4)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线：如图所示，在x轴上取等距离的点A1、A2、A3，分别过这三个点作垂线，与轨迹交于M1、M2、M3，用刻度尺测得某点的坐标(x，y)，将其代入y＝ax2，求出a.再测量其他几个点的坐标并代入y＝ax2，若都满足这个关系式，就说明此运动轨迹是抛物线．【例】某物理实验小组利用如图所示装置测量小球做平抛运动的初速度．在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点处的重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上，则利用小球在刻度尺上的落点位置，就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度．下列各图表示四位同学在刻度尺旁边分别制作出的速度标尺(图中P点为重锤的投影位置)，其中可能正确的是()小球离开斜槽后做平抛运动，水平方向作匀速运动，竖直方向做自由落体运动，由此通过计算找到水平位移和平抛的初速度的关系．[解析]设小球做平抛运动下落的竖直高度为h，由h＝12gt2，得t＝2hg；在水平方向上有x＝v0t，联立解得x＝v02hg，可见x与v0成正比，在速度标尺上的速度值应该是均匀分布的．故选项A正确．[答案] A[变式训练]某同学在“研究平抛运动”的实验中，在已经判定平抛运动在竖直方向为自由落体运动后，利用下图甲所示实验装置研究水平方向的运动．他先调整斜槽轨道使槽口末端水平，然后在方格纸(甲图中未画出方格)上建立好直角坐标系xOy，使方格纸上的坐标原点O与斜槽轨道末端重合，y轴与重垂线重合，x轴水平．实验中使小球(看做质点)每次都从斜槽上同一高度由静止滚下，经水平轨道抛出．依次均匀下移水平挡板的位置，分别得到小球在挡板上的落点，并在方格纸上标出相应的点迹，再用平滑曲线将方格纸上的点迹连接起来，即为小球的运动轨迹，如图乙所示．已知小方格的边长为L，重力加速度为g.(1)请你写出判断小球水平方向是匀速直线运动的方法(可依据轨迹图说明)：见解析；(2)小球平抛的初速度v0＝3gL 2；(3)小球竖直位移y与水平位移x的关系式为y＝x2 9L.解析：(1)在轨迹上取坐标为(3L，L)、(6L,4L)、(9L,9L)的三点，分别记为A、B、C点，其纵坐标之比y1y2y3＝149，由于已经得出小球在竖直方向是自由落体运动，因此可知从抛出点到A点所用时间t1、从A点到B点所用时间t2与从B点到C点所用时间t3相等，这三点的横坐标之间的距离也相等，说明在相等时间内水平位移相等，即说明平抛运动在水平方向的运动为匀速直线运动．(2)由12gt 2＝L,3L ＝v 0t ，得v 0＝3gL 2. (3)竖直位移y ＝12gt 2，水平位移x ＝v 0t ＝3t gL 2，消去t 得y ＝x 29L .感谢您的下载!快乐分享，知识无限！由Ruize收集整理！。
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
实验原理：平抛运动就是指在无空气阻力和其他环境因素的影响下，物体空中水平匀速运动的一种运动。
物体开始时以发射运动，空中匀速直线行进，末端受到重力加速度的作用，开始下落时变为等速下落，直到称重力平衡，物体水平停止运动。
实验材料：抛球、滑行板、实验台、轨道、准直尺
实验步骤：
1. 在实验台轨道上，将滑行板安装好，在物体发射处（滑行板边缘）等高处放置一个准直尺，调整精度尺，确定精度尺与水平面之间的夹角；
2. 将抛球放置在滑行板上，确定抛球发射点；
3. 使用实验台，让抛球向前滑行；
4. 随其移动，观察准直尺指向的角度变化情况；
5. 测量抛球行程的距离；
实验结果：
1. 当抛球行进的距离越长时，抛球受到的重力作用越大，因此，抛球的行程距离越长，抛球的轨道越接近水平；
2. 抛球的最大距离与初始的发射速度有关，当发射速度更大时，抛球可以行进更远的距离；
3. 抛球的落地点与初始发射点之间保持着一致的垂直距离，即抛球落地时所落地点与发射点之间的垂直高度保持不变。
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小船过河问题
• 小船在静水中划行的速度为0.5 m/s,水的流 速为0.3 m/s,河宽120米。 问1.小船怎样才能沿着最短的路径渡过去？ 渡河要多长时间？ 2. 小船怎样才能以最短的时间渡过河去？ 这样渡河要多长时间？
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斜面上平抛问题
• 学案9页
例题1 和变式训练1
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斜面阻拦问题
例、如图，以9.8m/s的水平初速度抛出的物体， 飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为 v0 θ =30°的斜面上，则物体的飞行时间为多 少？
tan60=vy/vx=gt/v=√3 30°
v
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（５）每次从同一高度无初速释放小球。 （６）选取轨迹上离原点较远的点来测量x,y的 值可减小误差。描点时，应使视线与所描 的点齐平。
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合运动，分运动具有： 等时性，等效性，独立性
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实验3改进版
挡板
A B C
y1 y2
x
图 14
x
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经典结论及例题
第五章 曲线运动
5.3 实验：探究平抛运动
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回忆
平抛运动的特点： 水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
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水平方向的运动规律 实验设计
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竖直方向的运动规律 实验设计
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通过实验获得平抛运动轨迹
方法1
水平喷出的细水柱显示平抛运动轨迹。
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方法2
用数码照相机或数码摄像机记录 平抛运动的轨迹
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方法3
(实验室最常用的一种方法)
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实验步骤
1、将平抛运动实验器置于桌面，装好平抛轨道， 使轨道的抛射端处于水平位置。调节调平螺 丝，观察重垂线或气泡水准，使面板处于竖 直平面内，卡好定位板。 2、将描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸， 紧贴记录面板用压纸板固定在面板上，使横 坐标x轴在水平方向上，纵坐标y轴沿竖直方 向向下(若用白纸，可事先用铅笔在纸上画出 x、y坐标轴线)，并注意使坐标原点的位置在 平抛物体(钢球)的质心(即球心)离开轨道处。
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初速度和合力方向问题
• • • • • • • • A.匀减 B.匀加 C.匀直 D.静止 E.变速曲线 F.匀变曲线 1. V=0 F=0 2. V≠0 F=0 3. V≠0 F≠0且恒定 方向与V相同 4. V≠0 F≠0且恒定 方向与V相反 5. V≠0 F≠0且恒定 方向与V不在一直线 6. V≠0 F≠0且不恒定 方向与V不在一直 线大小方向都随时间变化 ks5u精品课件
思考：猎人的枪口和动物考拉处于同一水平位置，动物考 拉为了逃命在发射的同时沿子弹前进方向水平向前跳，动 物能否逃脱厄运？怎样跳才能逃脱厄运？
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飞机投弹问题
• 一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔1s 释放一颗炸弹（不考虑空气阻力），则这 些炸弹落地前在空中组成的图线是（ ） • A. 抛物线 • B.水平直线 • C.竖直直线 • D.倾斜直线
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7、变更定位板的位置，即可改变钢球平抛的初 速度，按上述实验操作方法，便可打出另一 系列迹点。 8、取下记录纸，将各次实验所记录的点分别用平 滑曲线连接起来，即可得到以不同的初速度做 平抛运动的轨迹图线。如图所示
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实验注意事项
（１）必须保证记录面板处于竖直平面内，使平 抛轨道的平面靠近板面。 （２）调节斜槽末端水平，使小球飞出时的速度 是水平方向。可将小球放于此处调节到小 球不会左右滚动即可。 （３）贴坐标纸时，可以用重锤线帮助完成，使 重锤线与坐标纸的一条线重合，则这条线 就是纵坐标。 （４）坐标原点是斜槽末端处小球球心的位置。
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3、把接球挡板拉到最上方一格的位置。
4、将定位板定在某一位置固定好。钢球紧靠 定位板释放，球沿轨道向下运动，以一定 的初速度由轨道的平直部分水平抛出。 5、下落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上， 同时在面板上留下一个印迹点。 6、再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方 法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球 挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下 落时的一系列迹点。
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关于平抛运动的一些讨论：运动性质：匀变速曲线运动
2h g
1、影响运动时间的因数:
t
2、影响落地水平位移的因数: x
v
v
0
t
v
2h
0
t
3、影响落地速度的因数:vt Nhomakorabea
2 0
2 gh
4、任意两个相等时间间隔内的速度变化量相等
v g t
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打怪问题