新教材新课程同步人教高中物理必修第二册新学案课时跟踪训练三实验：探究平抛运动的特点含解析

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人教版高中物理必修第二册第五章第3节实验：探究平抛运动的特点学案

第3节实验：探究平抛运动的特点一、实验目的1．用实验的方法描出平抛运动的轨迹．2．判断平抛运动的轨迹是否为抛物线．3．根据平抛运动的轨迹求其初速度．二、实验思路以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动．如果初速度是沿水平方向的，这样的抛体运动就叫作平抛运动.平抛运动的轨迹是曲线，比直线运动复杂．我们可以按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在竖直方向和水平方向的运动特点．平抛运动可以看作是在竖直方向的分运动和水平方向的分运动的合运动．如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了．三、实验方案方案一为了研究平抛运动的特点，我们应该想办法把运动物体的位置随时间变化的信息记录下来．比如，用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置．当然也可以用别的方法记录信息，开展研究．如图是用频闪照相的方法记录的做平抛运动的小球每隔相等的时间的位置图．以左边第一个小球的中心为原点，沿水平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系，将各球中心点的横坐标和纵坐标记录在自己设计的表格中．方案二步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点在如图甲所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动．观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后．分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象．步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点在如图乙所示的装置中，斜槽M末端水平．钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动．在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N，钢球飞出后，落到挡板上．实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上．钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹．上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置．最后，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹．根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分速度随时间变化的规律，设法确定“相等的时间间隔”．再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律．四、数据处理根据所记录的数据，以及相邻小球时间间隔相等的特点，分析小球在水平方向分运动的特点．然后再按照这个办法，分析小球在竖直方向分运动的特点．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切线水平，将小球放在斜槽末端水平部分，若能使小球在平直轨道上的任意位置静止，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，而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较远的一些点来计算初速度．七、其他方案喷水法：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，且水平端加接一根更细的硬管作为喷嘴．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，可在装置一侧竖直放置一玻璃板，将平抛运动的轨迹描在玻璃板上．实验原理与操作(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．下列说法正确的是________(填选项前的字母)．A．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律(2)“探究平抛运动的特点”实验的装置如图2所示．下列说法正确的是________．A．斜槽必须是光滑的，且末端切线调成水平B．每次释放小球必须从斜槽同一位置由静止释放C．将球的位置记录在坐标纸上后取下坐标纸，用直尺将所有点连成折线D．小球运动时不应与竖直面上的坐标纸相接触[解析](1)用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，说明A球在竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故B正确，A、C、D错误．(2)为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，斜槽轨道不一定需要光滑，故A 错误．为了使每次平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，故B 正确．将球的位置记录在坐标纸上后取下坐标纸，用平滑曲线连接，故C错误．小球运动时不应与竖直面上的坐标纸相接触，防止由于摩擦改变小球的运动轨迹，故D正确．[答案](1)B(2)BD实验数据处理与误差分析如图1所示在“探究平抛运动的特点”实验时，斜槽是否光滑对实验结果是否有影响________(填“有”或“没有”)．平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图2所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，我们将观察到两小球落地时间________(填“相同”或“不同”)；这个实验说明平抛运动在竖直方向上运动规律与自由落体运动________(填“相同”或“不同”)．[解析]为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，斜槽是否光滑对实验结果没有影响．在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果A、B两个小球同时落地，说明小球A竖直方向上做自由落体运动．[答案]没有相同相同实验拓展创新(2019·福建永春期中)如图所示，有两个处于同一竖直面上的相同轨道，A、B两个相同小球从离出口处相同高度的地方同时由静止开始释放，假设小球经过斜面与水平轨道连接处无能量损失，所有的接触都是光滑的．离开轨道后A球做平抛运动，B球做匀速直线运动．则：(1)A、B两球是否在A球第一次落地点处相碰，答：________(填“是”或“否”);(2)如果多次观察到同样的现象，你可以得出的结论是________．A．A球抛出时，在水平方向分运动是匀速直线运动B．A球抛出时，在竖直方向分运动是自由落体运动[解析](1)A、B两球从相同高度同时由静止释放，到达斜槽底端的速度相同，因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以在相同时间内水平位移相等，两球将在水平地面上的某处相遇．(2)如果多次观察到同样的现象，又因A球做平抛运动，而B球做匀速直线运动，那么可知，平抛运动在水平方向上的分运动做匀速直线运动，故选A.[答案](1)是(2)A1．在“探究平抛运动的特点”实验中，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外，下列器材中还需要的是()A．秒表B．天平C．重垂线D．弹簧测力计解析：选C.在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要重垂线，确保小球抛出后在竖直面内运动；本实验中不需要测力、时间以及质量，故不需要弹簧秤、秒表和天平，C正确，A、B、D错误．2．(2019·浙江1月学考)用小锤击打弹性金属片后，一小球做平抛运动，同时另一小球做自由落体运动．两球运动的频闪照片如图所示，最上面与最下面小球位置间的实际竖直距离为1 m，照片中反映的实际情况是()A．自由下落小球相邻位置间的位移相等B．平抛运动小球相邻位置间的位移相等C．自由下落小球相邻位置间的距离一定大于0.1 mD．平抛运动小球相邻位置间的水平距离一定大于0.1 m解析：选D.小球做自由落体运动，相等时间内的位移增大，故A错误；平抛运动小球在竖直方向相同时间内位移增大，则相邻位置间的位移不相等，故B错误；1 m对于10等分的话为0.1 m，但自由下落相同时间内的位移增大，则刚下落时的距离要小于0.1 m，故C 错误；由图可知水平长度要大于竖直高度，而水平方向为匀速直线运动，则为距离平分，要大于0.1 m，故D正确．3．为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：序号抛出点的高度/m水平初速度/(m·s－1)水平射程/m1 0.202 0.402 0.203 0.603 0.45 2 0.604 0.45 4 1.25 0.80 2 0.86 0.80 6 2.4A．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据B．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据C．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据D．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据解析：选A.若探究水平射程与高度的关系，应保证物体平抛运动的初速度不变，改变下落高度，选项A正确，B错误；若探究水平射程与初速度的关系，应保证平抛运动的下落高度不变，改变初速度，选用的数据可以是1、2的实验数据或3、4的实验数据或5、6的实验数据，选项C、D错误．4．(2019·广西桂林期末)小明猜想做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，为验证猜想，他用如图所示的装置进行实验．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落．(1)他可以通过观察__________并通过多次改变装置的高度验证他的猜想是否正确．(2)该实验__________(填“能”或“不能”)说明A球在水平方向上做匀速直线运动．解析：(1)根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，因此将同时落地，由于两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的；所以他可以通过观察A、B两球是否同时落地并通过多次改变装置的高度验证他的猜想是否正确．(2)本实验中无法确定水平方向上是否做匀速运动．答案：(1)A、B两球是否同时落地(2)不能5．在“探究平抛运动的特点”实验中：(1)关于该实验的注意事项，下列说法正确的是________．A．小球每次可以从斜槽上不同的位置由静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．建立坐标系时，应该用重垂线来确定y轴D．要使描绘的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些(2)现让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某同学得到的记录纸如上图所示，从图中可看出该实验装置存在的问题：________________________________.解析：(1)为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A、B错误．建立坐标系时，应用重垂线来确定y 轴，故C正确．要使描绘的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确．(2)由图可知，小球做斜抛运动，可知实验装置中斜槽末端未保持水平．答案：(1)CD(2)斜槽末端未保持水平6．在“探究平抛运动的特点”实验中：(1)其中图甲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点时的________．A．球心B．球的上端C．球的下端(2)在此实验中，下列操作不必要的是________．A．斜槽轨道必须光滑B．记录的点应适当多一些C．用光滑曲线把记录点连接起来D．轴的方向根据重垂线确定(3)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________．A．释放小球时初速度不为0B．释放小球的初始位置不同C．斜槽末端切线不水平解析：(1)确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的球心，故选项A正确，B、C错误．(2)实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，故选项A是不必要的；记录点适当多一些，能够保证描点光滑，用平滑曲线连接，偏离较远的点应舍去，故选项B、C是必要的；y轴必须是竖直方向，即用重垂线，故选项D是必要的；操作不必要的是选项A.(3)由图可知斜槽末端不水平，才会造成斜抛运动，故选C.答案：(1)A(2)A(3)C。

人教版2019必修第二册高中物理同步练习5.3实验：探究平抛运动的特点(学生版+解析)

3.实验：探究平抛运动的特点【课标解读】1．知道什么是平抛及物体做平抛运动的条件。

2．知道抛体运动只受重力作用。

3．探究平抛运动在水平方向上是匀速直线运动和竖直方向自由落体运动，并且这两个运动互不影响。

【核心素养】物理观念：知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

科学思维：观察现象→初步分析→猜测实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论→追求统一科学探究：利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”正交分解”的思想方法。

科学态度与责任：通过实验探究教学，激发学习兴趣和求知的欲望1.抛体运动和平抛运动(1)抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受□01____的作用，这时的运动叫作抛体运动。

(2)平抛运动：初速度沿□02______方向的抛体运动。

2．实验：探究平抛运动的特点(1)实验原理①实验思路：由于物体是沿着水平方向抛出的，在运动过程中只受竖直向下的重力作用，因此可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。

②实验方案方案一：用频闪照相等方法记录做平抛运动的物体经过相等时间间隔所到达的位置，获得水平方向和竖直方向的位移随时间变化的具体数据，便可以独立分析水平方向和竖直方向的运动规律。

方案二：在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运动规律，再设法分析另外一个方向的运动规律。

(2)实验器材(方案二)①探究平抛运动竖直分运动特点的实验器材：小锤一个、相同的小铁球两个、平抛竖落仪一个。

②探究平抛运动水平分运动特点的实验器材：斜槽、钢球、白纸、复写纸、铅垂线、铅笔、刻度尺、平抛铁架台(有背板及水平放置的可上下调节的挡板)。

课堂任务探究过程·获取数据仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

活动1：如图甲所示，如何探究平抛运动竖直分运动的特点？活动2：探究平抛运动竖直分运动的特点时需要注意什么？活动3：如图乙，如何探究平抛运动水平分运动的特点？活动4：探究平抛运动水平分运动的特点时需要注意什么？课堂任务分析数据·得出结论活动1：探究平抛运动竖直分运动的特点时，A、B两球哪个先落地？说明什么？活动2：得到钢球做平抛运动的轨迹后，如何选取坐标原点和坐标轴？活动3：如图曲线OP是钢球做平抛运动的轨迹，如何由竖直方向的分运动确定“相等的时间间隔”？活动4：根据运动的合成与分解，测出相等时间间隔内的水平位移，你能得出什么结论？活动5：由实验得出平抛运动的特点是什么？课堂任务误差分析·实验创新1．A、B两球由于不完全相同，因而在空中所受阻力不同，产生误差。

高中物理必修第二册第五章 3 实验：探究平抛运动的特点

3实验：探究平抛运动的特点1．某种“探究平抛运动的特点”的实验装置如图所示：(1)当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明________。

A．两小球落地速度的大小相同B．两小球在空中运动的时间相等C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同D．a小球在水平方向的分运动是匀加速直线运动(2)利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图所示，图中O为抛出点，B点在两坐标线交点，坐标x B＝40 cm，y B＝20 cm，则a小球水平飞出时的初速度大小为v0＝________ m/s；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为v B＝________ m/s(g＝10 m/s2)。

解析：(1)a球做平抛运动，b球做自由落体运动，实验现象是两球同时落地，改变H，a、b两球仍然是同时落地，可知两个小球在空中运动的时间相等，a球在竖直方向上的运动规律与b球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故B、C正确，A、D错误。

(2)由B点的坐标知，图中每格长10 cm，根据Δy＝gT2得相等的时间间隔为：T＝Δyg＝0.110s＝0．1 s，则小球平抛运动的初速度为：v0＝xT＝0.20.1m/s＝2．0 m/s。

B点的竖直分速度为：v By＝y AC2T＝0.40.2m/s＝2．0 m/s，根据平行四边形定则知，B点的速度为：v B＝v02＋v By2＝4＋4m/s＝22m/s。

答案：(1)BC(2)2．0222．(1)图甲所示为频闪摄影方法拍摄的探究物体做平抛运动的特点的照片，图中B、C为两个同时由同一点出发的小球。

BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹，通过分析上述两条轨迹可得出结论：________________________________________________________________________。

(2020新教材)新人教版高中物理必修第二册：第3节实验：探究平抛运动的特点

2×100.420s＝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__________________ ________________________________________________。
(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，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 3～7 ms 之间，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 _____________________________________________________。
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，保证两球同时运动，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)由平抛运动的规律知两球在水平轨道上相遇，水平方向运动情况相同，说明做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。
2．小球平抛的起点记录有误。 3．小球运动轨迹连接不准确。 4．间隔测量不准确。
注意事项
1．斜槽调整：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，若没有明显的运动倾向，斜槽末端的切线就水平了。
2．平板固定：平板必须处于竖直平面内，固定时要用重锤线检查平板是否竖直。
3．小球释放 (1)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。 (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白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。
4．上下调节挡板 N，通过多次实验，在白纸上记录钢球经过的多个位置。

【人教版】高中物理跟踪训练3研究平抛运动新人教版必修2

追踪训练 3 研究平抛运动[ 基础达标 ]1．“在研究平抛物体的运动规律”实验的装置如图5-3-5所示，在实验前应()图 5-3-5A．将斜槽的尾端切线调成水平B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球着落的竖直平面平行C．在白纸上记录斜槽尾端槽口的地点O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点D．测出平抛小球的质量【分析】依据平抛运动的特色及实验要求知A、 B正确．【答案】AB2．在“研究平抛运动的运动规律”的实验中，能够描述出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤以下：图 5-3-6A．让小球多次从________地点滚下，记下小球遇到铅笔笔尖的一系列地点．B．按图安装好器械，注意__________________ ，记下平抛初地点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 轴成立坐标系，用光滑曲线画平抛运动物体的轨迹．达成上述步骤，正确的实验次序是___________________________ ．【答案】同一斜槽尾端水平BAC3.(2016 ·茂名高一检测 ) 如图 5-3-7 所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为 5 cm，假如g取 10 m/s 2，那么：图 5-3-7(1)照相机的闪光频次是 ________Hz；(2) 小球运动中水均分速度的大小是________m/s ；(3)小球经过 B点时的速度大小是________m/s.【答案】(1)10(2)1.5(3)2.5[ 能力提高 ]4.(2016 ·合肥高一检测 ) 试依据平抛运动原理设计“ 丈量弹射器弹丸出射初速度” 的实验方案，供给的实验器械为弹射器 ( 含弹丸，如图 5-3-8 所示 ) 、铁架台 ( 带有夹具 ) 、米尺 .图 5-3-8(1)画出实验表示图；(2)在安装弹射器时应注意 ________；(3)实验中需要丈量的量 ( 并在表示图顶用字母标出 ) 为 ________；(4)因为弹射器每次射出的弹丸初速度不行能完整相等，在实验中应采纳的方法是________________________________________________________________________________________________________________ ；(5) 计算公式为 ____________________________________________ ．【分析】依据研究平抛运动的实验原理及平抛运动的规律，能够使弹丸做平抛运动，经过丈量着落122y x g高度求出时间，再测出水平位移求出其平抛的初速度．y＝2gt ，t ＝g，而 x＝ v0t ，因此 v0＝t＝ x2y .【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，着落高度 y(4) 多次实验，求均匀值(5) v0g＝ x2y5．如图 5-3-9 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，试依据该照片研究：图 5-3-9(1)已知水流做平抛运动的水均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＝10 m/s2，试求水流喷出的速度．(2)察看发现，水流在水平方向的位移是0.04 m时，竖直方向的位移也是0.04 m，依据h ＝1gt2，得222×0.04x0.04t ＝＝10s ＝0.0894 s ，则水流喷出的速度＝0.0894m/s ＝ 0.447 m/s.g v ＝t【答案】(1) 看法析 (2)0.447 m/s。

高中新教材人教版物理同步练习必修第二册 3实验：探究平抛运动特点

高中新教材人教版物理同步练习必修第二册第5章3-实验：探究平抛运动特点3. 试验: 探究平抛运动的特点双基稳固学考突破 1.(多项选择)探究平抛物体的运动规律的试验装置如下图,在试验前应()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.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点D.测出平抛小球的质量答案:AB 解析:依据平抛运动的特点及试验要求知 A、B 正确。

2.在讨论平抛运动的试验中,安装试验装置时,必需保持斜槽末端切线是水平的,这样做的目的是() A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小 B.保证小球飞出时,初速度水平 C.保证小球在空中运动的时间每次都相等 D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线答案:B 解析:讨论平抛运动的试验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出,只有水平飞出时小球才做平抛运动,故 A、C、D 错误,B 正确。

3.(多项选择)在做讨论平抛运动的试验时,某同学利用试验探究平抛运动在水平方向的运动规律。

以下说法正确的选项是() A.斜槽轨道必需光滑 B.斜槽轨道末端必需水平 C.每次必需由静止释放小球 D.每次小球释放的位置必需一样答案:BCD 解析:该试验要求小球每次抛出的初速度要一样而且水平,因此要求小球从同一位置静止释放,至于斜槽轨道是否光滑没有要求,A 错误,C、D 正确。

试验中必需保证小球做平抛运动,而平抛运动要求小球初速度水平且只受重力作用,所以斜槽轨道末端必需要水平,B 正确。

4.在讨论平抛运动的试验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测的数据有() ①小球开头滚下的高度②小球从开头滚下到静止所用的时间③运动轨迹上某点 P 的水平坐标④运动轨迹上某点 P 的竖直坐标 A.①② B.②④ C.③④ D.①④答案:C 解析:由平抛运动规律,竖直方向 y= 12 gt2 ,水平方向 x=v 0 t,因此 v 0 =x。

新教材高中物理第5章抛体运动3实验：探究平抛运动的特点课后训练新人教版必修第二册(含答案)

新教材高中物理课后训练新人教版必修第二册：3 实验:探究平抛运动的特点课后·训练提升1.在研究平抛运动的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测量的数据有( ) ①小球开始滚下的高度 ②小球在空中飞行的时间 ③运动轨迹上某点P 的水平坐标 ④运动轨迹上某点P 的竖直坐标 A.①② B.②③ C.③④D.①④ 答案:C解析:由平抛运动规律,竖直方向y=12gt 2,水平方向x=v 0t ,因此v 0=x √g2y,可见只要测得轨迹上某点P 的水平坐标x 和竖直坐标y ,就可求出初速度v 0,选项C 正确。

2.(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( )A.应将斜槽的末端切线调成水平B.应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.应测出平抛小球的质量答案:AB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,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,选项A 、B 正确。

3.(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。

小锤击打弹性金属片,A 球水平抛出,同时B 球被松开,自由下落。

关于该实验,下列说法正确的有( )A.两球的质量一定要相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度,多次实验D.实验也能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动答案:BC解析:物体做自由落体运动的运动情况与物体的质量无关,两球质量没有必要相等,选项A 错误;改变装置的高度,且每次都同时落地,才能说明A 球在竖直方向做自由落体运动,选项B 、C 正确;本实验不能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动,选项D 错误。

4.某同学在做研究平抛运动的实验时,让小球多次从斜槽上滚下,在坐标纸上依次记下小球的位置如图所示(坐标原点为小球的抛出点)。

人教版(新教材)高中物理必修2精品学案10：5.3实验：探究平抛运动的特点学案

5.3 实验：探究平抛运动的特点学习目标1.知道平抛运动的条件及相应控制方法.2.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法.3.知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法.4.知道测量初速度时需要测量的物理量.5.会推导平抛运动初速度的表达式,会计算平抛运动的初速度.自主探究1.平抛运动的性质做平抛运动的物体只受到力的作用,由牛顿第二定律可知,其加速度恒为g,所以是运动;又因力与速度不在同一条直线上,所以平抛运动是匀变速运动.2.平抛运动的处理方法平抛运动是一种曲线运动,研究平抛运动时可以将平抛运动分解为水平方向的和竖直方向的两个分运动.3.平抛运动的轨迹是.4.常见的几种获取平抛运动轨迹的方法(1)利用实验室的斜面小槽等器材装配如图所示的装置.钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做运动.每次都使钢球在斜槽上的位置滚下,钢球在空中做运动的轨迹就是的.设法用铅笔描出小球的位置.通过多次实验,在上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球做的轨迹.怎样找出小球在运动过程中所经过的位置呢?.(2)如图,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,且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴.水从喷嘴中射出,在空中形成,它显示了运动的轨迹.设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了.插入瓶中的另一根细管的作用,是.这是因为该管上端与空气相通,A处水的压强始终大气压,不受瓶内的影响.因此,在水面降到A处以前的一段时间内,可以得到的细水柱.(3)用数码相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹.可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片.如果用数学课上画函数图象的方格黑板做背景,就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹.合作探究一、设计实验方案交流方案,分析教材中的实验方案的优缺点,确定实验方案.教材中的案例优点缺点注意事项案例一案例二案例三二、确定平抛运动的轨迹(一)利用平抛实验仪的实验中得到较准确的轨迹,请思考下列问题:1.如何检验斜槽末端部分是否水平和木板面是否竖直?2.如何保证每次实验v0相同?3.小球平抛的抛出点在哪?如何确定?4.实验结果与斜面轨道不光滑有关吗?为什么?5.根据得到的实验轨迹点,如何描绘平抛运动的轨迹?6.实验需要哪些器材或仪器?如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线?说明方法:(二)利用水注法的实验中为了得到较准确的轨迹,请思考下列问题:1.如何确保水流出时做平抛运动?2.如何确保水注的轨迹不发生变化?3.根据得到的实验轨迹点,如何描绘平抛运动的轨迹?4.实验需要哪些器材或仪器?如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线?说明方法:三、计算平抛运动的初速度思考讨论:(1)如何推导平抛初速度的表达式?写出推导过程.(2)测量初速度时需要测量的物理量有哪些?(3)实验数据处理1 2 3 4xyv0的平均值课堂检测1.在研究平抛运动的实验中,为减小空气阻力对小球运动的影响,应采用()A.实心小铁球B.空心小铁球C.实心小木球D.以上三种小球都可以2.关于做“研究平抛运动”的实验时,下列说法正确的是()A.实验目的之一是求当地重力加速度B.小球运动时,应与木板上的白纸相接触C.把小球位置记录在纸上后,应用平滑曲线连接D.在纸上记录小球的第一个位置,应尽量靠近坐标原点3.安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是()A.保持小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线4.在“研究平抛运动”的实验中,已备有下列器材:有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需的器材有()A.停表B.天平C.重垂线D.弹簧测力计5.数码相机大多具有摄像功能,每秒钟拍摄大约15帧照片,一同学用它拍摄小球从水平面飞出后做平抛运动的几张连续照片,下列处理正确的是()A.只要测出相邻两照片上小球的距离,就能判断平抛运动的特点B.只要测出相邻两照片上小球的水平距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点C.只要测出相邻两照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点D.只要测出相邻两照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在竖直方向上的运动特点6.在做“研究平抛运动”的实验时,下列说法正确的是()A.安装斜槽和木板时,一定要注意木板是否竖直B.安装斜槽和木板时,只需注意小球不和木板发生摩擦C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律7.下列因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大的是()A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端不水平C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远8.如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H,做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后()A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动9.在研究平抛物体的运动的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测的数据有()A.小球开始滚下的高度B.小球在空中飞行的时间C.运动轨迹上某点P的水平坐标D.运动轨迹上某点P的竖直坐标10.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)小球平抛初速度大小;(2)小球做平抛运动的初始位置坐标(g取10m/s2).『答案』自主探究1.重匀变速重曲线2.匀速直线运动自由落体运动3.抛物线4.(1)平抛同一平抛一定经过竖直白纸平抛运动可以把笔尖放在小球可能经过的位置,如果小球能够碰到笔尖,就说明位置找对了(2)弯曲的细水柱平抛保持从喷嘴射出水流的速度,使其不随瓶内水面的下降而减小等于水面高低稳定合作探究一、设计实验方案二、确定平抛运动的轨迹(一)1.小球放在斜槽水平任意位置都静止;木板面与重垂线平行.2.由同一位置静止释放小球.3.小球的球心,斜槽的末端向上加半径的高度4.没有关系,只要从同一斜面、同一高度静止释放小球,都能获得初速度相同的平抛运动.5.让小球沿斜槽末端抛出,先用眼睛粗略估计轨迹位置,再把笔尖放在该位置,让小球再次滚下,若小球击中笔尖,则记下该位置点,按照此方法,记录多个轨迹点,然后用平滑的曲线依次连接各点.6.平抛实验仪、金属小球、复写纸、白纸、刻度尺、三角板、笔、计算器.说明方法:抛物线轨迹上各点应满足y=ax2,在轨迹上测出若干点的坐标(x,y),带入方程中检验是否满足y与x2成正比的关系.(二)1.细管的末端保持水平2.使管口压强保持不变3.用平滑的曲线连接4.铁架台、饮料瓶、大头针、亚克力板、透明胶片、白板笔、刻度尺、三角板、接水盘、计算器.说明方法:抛物线轨迹上各点应满足y=ax2,在轨迹上测出若干点的坐标(x,y),带入方程中检验是否满足y与x2成正比的关系.三、计算平抛运动的初速度(1)(2)(3)测出轨迹上某一点的坐标(x,y)代入可求出v0,选取不同位置的点,多次测量后求出平均值.课堂检测1.A『解析』:空气阻力对实心小铁球的影响相对较小.2.C『解析』:平抛实验的目的不是测重力加速度,A错;小球也不能与木板上的白纸相接触,B 错;实验用到的数据与坐标原点无关,D错.3.B『解析』:平抛运动就是要求小球离开斜槽时,初速度一定是水平的.4.C5.BD『解析』:研究平抛运动是采用运动的分解,分别在水平方向和竖直方向研究,所以需要测量水平间距和竖直间距,故选B、D.6.ACD『解析』:安装斜槽和木板时,木板要竖直,以保证描点准确,A正确,B错误;为保证小球每次做平抛运动的初速度相同,每次实验都要把小球从同一位置由静止释放,C正确;实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律,进而求出初速度,D正确.7.BC『解析』:本实验的目的是描出平抛物体的运动轨迹,并求出平抛物体的初速度,实验中只要保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等即可,因此,即使小球与斜槽之间有摩擦,只要保证小球每次从斜槽上滚下的初始位置都相同,平抛时的初速度就都相同,不会引起误差,A错误;如果安装斜槽时其末端不水平,小球的运动就不是平抛,会引起误差,B正确;建立坐标系时,应以斜槽末端小球球心所在的位置为坐标原点,否则会引起误差,C正确;计算初速度时,计算点距抛出点O越远,x、y值就越大,用刻度尺进行测量时,其误差越小,故D错误.8.C『解析』:由于B球做自由落体运动,A、B两球总是同时落地,说明A球在竖直方向上和B球做同样的运动,即A球也做自由落体运动,C正确,D错误;至于水平方向上A球做什么运动,该实验无法说明,A、B均错误.9.CD『解析』:由平抛运动规律,竖直方向,水平方向x=v0t,因此,可见只要测得轨迹上某点P的水平坐标x和竖直坐标y,就可求出初速度v0,故C、D正确.10.(1)1m/s(2)初始位置坐标值为(-10,-5)『解析』:(1)从题中可以看出在水平方向有x AB=x BC=10cm,说明从A到B所用时间与从B到C所用时间相等,即t AB=t BC=t0在竖直方向有Δh=h BC-h AB=10cm由匀变速直线运动规律可得则初速度(2)由匀变速直线运动规律可得B的竖直速度又v By=v Ay+gt0,则v Ay=1m/s又v Ay=gt,则t=0.1,即从平抛起点到A点的时间为0.1s因此,从抛出点到A点的水平位移x=v0t=0.1m=10cm,竖直位移于是可得物体开始做平抛运动的位置坐标(-10,-5).。

人教版(新教材)高中物理必修2精品学案1：5.3 实验探究平抛运动的特点学案

5.3 实验：探究平抛运动的特点学习目标1．知道什么是抛体运动和平抛运动。

2．能根据运动的合成与分解以及对比法分别探究平抛运动竖直方向和水平方向的分运动特点。

课前预习1．以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受的作用，这时的运动叫作。

如果初速度是沿方向的，就是平抛运动。

2．实验思路(1)由于物体是沿方向抛出的，在运动过程中只受到作用，因此可以将平抛运动分解为方向的分运动和方向的分运动。

我们需要知道这两个方向的或随时间变化的信息。

(2)分析与猜想：由于小球在平抛运动过程只受作用，小球在水平方向不受力的作用，故水平方向没有，水平方向做运动。

在竖直方向，根据牛顿第二定律，小球在重力的作用下产生的加速度为，而在竖直方向的初速度为，竖直方向做运动。

3．进行实验(1)方案一：设法记录做平抛运动的物体经过时间间隔所到达的位置，获得水平方向和竖直方向的随时间变化的具体数据，便可以独立分析水平方向和竖直方向的运动规律。

可以用频闪照相或者录制视频的方法，记录物体在不同时刻的位置。

(2)方案二：在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运动规律，再设法分析另外一个方向的运动规律。

典例精析命题一探究平抛运动的特点的基本思路1．两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：(1)甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把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，分别用于发射两个相同的小铁球P、Q，其中M、N的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端C、D处分别装有电磁铁；调节两电磁铁的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等。

现将小铁球P、Q分别吸在两电磁铁上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。

人教版(新教材)高中物理必修2精品学案9：5.3实验：探究平抛运动的特点学案

5.3实验：研究平抛运动课程学习目标1.知道做平抛运动的条件及相应控制方法。

2.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。

3.知道判断运动轨迹是不是抛物线的方法。

4.知道测量初速度时需要测量的物理量。

5.会推导平抛运动初速度的表达式,会计算平抛运动的初速度。

课程导学建议重点难点:通过实验描绘平抛物体运动的轨迹,研究平抛运动的特点。

教学建议:本节是一个重要的学生实验,既是用牛顿运动定律解决问题的方法在曲线运动中的具体应用,也是运动的合成与分解方法的延续和应用。

由于是学生实验,为培养学生的动手动脑能力和科学素养提供了很好的机会,教师应充分重视此节课。

教学中,教师要鼓励学生创造新的、简易可行的实验方法,有条件的话可以应用现代科技手段,如数码相机的方法。

导入新课:数学中学过抛物线,它的基本方程是怎样的?(学生回答y=kx2,说明:学生不能回答,教师就直接说出来)水平抛出的物体做平抛运动,它的轨迹是不是抛物线呢?今天我们就通过实验来探究。

知识体系梳理1.平抛运动的特点(1)做平抛运动的物体只受重力的作用。

(2)加速度恒为g。

2.平抛运动的规律平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动。

(1)竖直方向上:自由落体运动。

(2)水平方向上:匀速直线运动。

3.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(1)图示是某物体做平抛运动的轨迹,建立直角坐标系xOy ,在x 轴上作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3,把线的长度记为l ,那么OA 1=l 、OA 2=2l 、OA 3=3l ……由A 1、A 2、A 3向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M 1、M 2、M 3,如果轨迹的确是一条抛物线,那么各点的y 坐标与x 坐标间的关系应该具有y=ax 2的形式(a 是一个待定的常量)。

其中OA 1=l 、OA 2=2l 、OA 3=3l ……这样做的目的是使y 2=4y 1,y 3=9y 1……这样代入y=ax 2,可以方便求出a 。

人教版高中物理必修第二册《3 实验：探究平抛运动的特点》优质课教案教学设计

《平抛运动》教学设计
一．设计思路
抛体运动是自然界常见的运动形式,而本节重点研究的平抛运动是抛体运动的特例,本节的学习可以看作是由特殊到一般的过程；同时本节也是对前面所学的运动的合成和分解的应用。

更是学生自主设计、探索的好素材,在本章中有着重要的地位。

有了前面一节对运动的合成和分解了解,再来学习抛体运动是水到渠成的事。

本节我主要利用对比实验,结合物理学的研究方法,揭示平抛运动的特点和规律。

并引导学生用所学知识解决实际问题,使学生体验到探索自然规律的艰辛与喜悦。

二．本课教学设计流程图:
三．教学目标
1．知识与技能:
（1）会利用数学方法解决物理问题
（2）知道抛体运动只受重力作用
（3）理解抛体运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速运动的合
运动,
并且这两个运动互不影响。

2．过程与方法
（1）初步体会力学学习的一般程序和方法,培养自主学习的能力
（2）锻炼学生在物理研究过程中充分利用数学工具的习惯
3．情感、态度与价值观
体会物理规律的和谐美复杂的问题可以简化为一系列简单的问题来处理,体验探索物理规律的艰辛与喜悦
四.教法与学法
为了发挥教师的主导作用和学生的主体地位,突出重点、突破难点,我主要采取以下的教学方法和学法。

教法:探究式教学法和情景创设教学法
学法:以学生合作学习和探究性学习为主,培养学生的逻辑思维能力。

五．教学重点、难点
水平运动与竖直运动的独立性的理解
六.教学过程
板书设计
平抛运动的规律。

人教版(新教材)高中物理必修2精品学案：5.3 实验：探究平抛运动的特点

3 实验：探究平抛运动的特点『学习目标』1.知道什么是抛体运动、平抛运动.2.会用运动分解的方法分析两个分运动.3.会设计实验探究平抛运动两个分运动的特点，会描绘平抛运动的轨迹.一、抛体运动和平抛运动1.抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用的运动.2.平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动.3.平抛运动的特点：(1)初速度沿水平方向；(2)只受重力作用.二、实验：探究平抛运动的特点(一)实验思路：(1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点.(2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动.(二)进行实验：方案一：频闪照相(或录制视频)的方法(1)通过频闪照相(或视频录制)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图1所示)；图1(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；(3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置；(4)测量出经过T,2T,3T，…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.抛出时间T 2T 3T 4T 5T水平位移竖直位移结论水平分运动特点竖直分运动特点方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点图2(1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做________运动；同时B球被释放，做__________运动.观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音.(2)改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球____________，说明平抛运动在竖直方向的分运动为______________.步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点1.装置和实验(1)如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平装置的可上下调节的向背板倾斜的挡板.图3(2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行.钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹.(3)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置.(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在木板上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.(5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹.(6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点. (7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向位移相等，平抛运动水平方向为匀速直线运动. 2.注意事项：(1)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，若小球静止，则斜槽末端水平).(2)背板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直.(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放.(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时钢球球心在木板上的投影点.(5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.一、原理与方法在探究平抛运动的特点时，可以选用图4中两种装置进行研究.图4(1)图甲的实验现象是__________.该现象说明平抛运动的__________.(2)图乙是实验室内研究平抛运动的装置.为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都使钢球在弧形槽上________位置由________滚下.『答案』(1)两小球总是同时落地竖直分运动是自由落体运动(2)同一静止『解析』(1)题图甲装置用来研究平抛物体在竖直方向的运动规律，观察实验发现两小球总是同时落地，可知做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.(2)题图乙是实验室内研究平抛运动的装置.为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都应使钢球在弧形槽上同一位置由静止滚下，保证其做平抛运动的初速度相同，从而保证轨迹是一定的.如图5所示是采用频闪照相的方法拍摄到的“小球做平抛运动”的照片.背景标尺每小格边长均为L ＝5 cm ，则：图5(1)由图可知，小球在水平方向做________运动，理由是__________________________.(2)拍摄时每_______ s 曝光一次，平抛运动的初速度为_______ m /s.(取重力加速度g ＝10 m/s 2)『答案』 (1)匀速直线在水平方向上相等时间内通过相等的位移 (2)0.1 1『解析』设每次曝光时间间隔为T ，在竖直方向，根据公式Δx ＝aT 2，可知2L ＝gT 2，则T ＝2L g ＝0.1 s ；小球在水平方向做匀速直线运动，则v 0＝x T ＝2L T＝1 m/s. 二、创新实验设计(2019·定远育才学校下学期期末)在做“探究平抛运动的特点”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图6所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A ；将木板向远离槽口平移距离x ，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B ；将木板再向远离槽口平移距离x ，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹C .若测得木板每次移动距离x ＝10.00 cm ，A 、B 间距离y 1＝5.02 cm ，B 、C 间距离y 2＝14.82 cm.请回答以下问题：(g ＝9.80 m/s 2)图6(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？________________________(2)每次把木板移动相同的水平距离，原因是：____________________________________ ________________________________________________________________________.(3)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度的表达式为v 0＝_______.(用题中所给字母表示)(4)小球初速度的值为v 0＝________ m/s.『答案』见『解析』『解析』 (1)为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放；(2)因为小球水平方向做匀速直线运动，由x ＝v 0t 知，若x 相同，则时间t 相等.(3)在竖直方向上：Δy ＝y 2－y 1＝gt 2，t ＝y 2－y 1g 水平方向上：x ＝v 0t ，初速度：v 0＝x t＝x g y 2－y 1； (4)代入数据解得：v 0＝1.00 m/s.1.(2019·枣庄八中期中)(1)在做“探究平抛运动的特点”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做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上________.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.将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线(2)在“研究平抛运动”的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸分别如图7甲、乙所示，从图中明显看出甲的实验错误是__________________________，乙的实验错误是____________________.图7『答案』 (1)ACE (2)斜槽末端不水平每次由静止释放小球的位置不同『解析』 (1)通过调节使斜槽的末端保持水平，可以确保初速度水平，每次释放小球的位置必须相同且由静止释放，这样才能保证初速度相同，记录距离大致均匀，便于描轨迹即可，小球运动时不与木板上的白纸(或方格纸)相接触，防止影响运动轨迹，最后应将点用平滑的曲线相连，故选A、C、E.(2)用平滑曲线描绘出小球的运动轨迹，不难看出题图甲中小球的初速度明显不沿水平方向，故可推知斜槽末端不水平.题图乙中描绘的点零乱，难以形成一条平滑曲线，可推知初速度不是每次都相同，即每次由静止释放小球的位置不同.2.(2019·新乡市高一下学期期末)用如图8所示的装置探究平抛运动的特点，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁球，从轨道A射出的小铁球做平抛运动，从轨道B射出的小铁球做匀速直线运动.板上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D 可分别沿轨道A、B移动.在轨道A出口处有一个碰撞开关S，用以控制电磁铁E的电源的通断，电磁铁E可以沿水平杆MN移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A末端射出的小铁球的中心在同一水平线上.图8(1)实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________；A.保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小B.保证小铁球飞出时，初速度水平C.保证小铁球在空中运动的时间每次都相等D.保证小铁球运动的轨迹是一条抛物线(2)若轨道A、B出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度静止释放，小铁球落在轨道B的P点，将电磁铁E移至P点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P点的是________；(3)若轨道A、B出口均水平，调节小铁球3的水平位置多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做________运动.『答案』(1)B(2)小铁球1(3)自由落体『解析』(1)平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时初速度水平，实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，B正确；(2)由于轨道A出口向下倾斜，则射出后，小铁球1有竖直方向上的初速度，并且与小铁球3下降的高度相同，而小铁球3竖直方向上的初速度为零，故小铁球1先到达P点；(3)发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，说明两者在竖直方向上的运动性质相同，故说明小铁球1在竖直方向上做自由落体运动.3.(2018·首师大附中期中)(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动.为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图9所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，改变高度，重复实验，观察到相同现象，这个实验________.图9A.只能说明上述规律中的第①条B.只能说明上述规律中的第②条C.不能说明上述规律中的任何一条D.能同时说明上述两条规律(2)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.如图乙所示是用一张印有小方格的纸记录的轨迹，小方格的边长为L，小球在平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，则由图乙可知小球从a运动到b和从b运动到c的时间是________(选填“相等”或“不相等”)的，小球从a运动到b的时间Δt＝________，小球做平抛运动的初速度为v0＝________(用L、g表示).『答案』(1)B(2)相等Lg2gL『解析』(1)该实验中两小球是同时落地的，能说明A球在竖直方向的分运动与B球的运动完全相同，选项B正确.(2)小球做平抛运动，水平方向的分运动是匀速直线运动，由题图乙可知，小球从a到b与从b到c的水平位移相等，因此时间相等.在竖直方向上，位移的增量满足关系Δx＝g(Δt)2，则小球从a运动到b的时间为Δt＝Lg.水平位移2L＝v0Δt，结合前式可得v0＝2gL.。

3 实验：探究平抛运动的特点-人教版高中物理必修第二册(2019版)教案

实验：探究平抛运动的特点一、实验目的通过此实验，让学生掌握平抛运动的特点，理解平抛运动的规律。

二、实验器材实验器材有：•手电筒•铝纸•纸屑•木板•支架•计时器•尺子•摄像机三、实验原理平抛运动是指物体在一个水平方向上以一定的初速度抛出，在物体落地的瞬间，物体在竖直方向上的速度为零，位置最高，随后物体开始下落，速度不断增加，最终撞击地面。

平抛运动遵循以下规律：1.速度不断变化：物体在竖直方向上的速度在抛起时为初速度，之后速度不断减小直到为0，然后速度在下落过程中不断增大。

2.加速度恒定：在竖直方向上，物体的重力加速度是一个固定的值，不会随时间的变化而改变。

3.抛出角度决定轨迹：抛出物体的角度不同会对物体所在的轨迹产生不同的影响。

四、实验步骤1.实验准备：在一张木板上用铝纸做出一个斜面，将木板固定在支架上。

摆放两个瓷盘，并在一端靠近支架处放一堆纸屑。

2.实验操作：将手电筒放在斜面的顶端，在靠近支架的端点处放一堆纸屑，把它点燃，等纸屑烧完，手电筒自然下落，观察手电筒运动轨迹的特点，并记录每次实验的数据。

3.实验数据处理：对每次实验得到的数据进行整理汇总，分析并总结出平抛运动的特点。

4.实验扩展：在斜面上放置一个转轮，在转轮上系上一根绳子，绳子上挂一小球，将小球自转打开。

观察小球的运动轨迹并记录数据，总结出与平抛运动的相似之处。

五、实验注意事项1.操作时要小心谨慎，避免发生意外情况。

2.在记录数据时要认真仔细，将数据准确无误地填写进表格中。

六、实验总结通过此次实验，我们探究了平抛运动的特点，了解到了平抛运动的规律，有助于我们更深入地理解物理知识，同时还为我们今后的学习提供了参考。

人教版(新教材)高中物理必修2精品学案7：5.3实验：探究平抛运动的特点学案

5.3实验：探究平抛运动的特点『实验基础梳理』一、实验目的1．通过实验进一步明确平抛物体的运动是竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。

2．学会利用平抛物体的运动轨迹来计算物体的初速度和寻找抛点。

二、实验构想利用实验室的器材装配图所示的装置，小钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动。

每次都使小钢球在斜槽上同一位置滚下，小钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的，设法用铅笔描出小钢球经过的位置。

通过多次实验，在竖直白纸上记录小钢球所经过的多个位置，连起来就得到小钢球做平抛运动的轨迹。

三、实验器材小钢球、斜槽轨道、木板及竖直固定支架、坐标纸、图钉、重垂线、铅笔、三角板、刻度尺。

四、实验步骤1．安装斜槽轨道，使其末端保持水平。

2．固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线呈水平方向。

3．以小钢球在斜槽末端时，球心在木板上的水平投影为坐标原点沿重垂线画出y轴。

4．将小球从斜槽上的适当高度由静止释放，用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置。

5．重复步骤4，在坐标纸上记录多个位置。

6．在坐标纸上作出x轴，用平滑的曲线连接各个记录点，得到平抛运动的轨迹。

五、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A3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)图像法：建立y -x 2坐标系，根据所测量的各个点的x 坐标值计算出对应的x 2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。

度人教新课标高中物理必修二课后作业3 实验：研究平抛运动含解析

课后作业(三)[基础巩固]1．(多选)对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是( )A ．其转速与角速度成正比，其周期与角速度成反比B ．运动的快慢可用线速度描述，也可用角速度来描述C ．匀速圆周运动不是匀速运动，因为其轨迹是曲线D ．做匀速圆周运动的物体线速度的方向时刻都在改变，角速度的方向也时刻都在改变[解析] 由公式ω＝2πT ＝2πn 可知，选项A 正确；线速度和角速度都可以描述匀速圆周运动的快慢，所以选项B 正确；匀速圆周运动的轨迹为曲线，所以速度方向时刻在改变，即为变速运动，但角速度的大小和方向都不变，所以选项C 正确，D 错误．[答案] ABC2.如图所示为一种早期的自行车，这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大，这样的设计在当时主要是为了( )A ．提高速度B ．提高稳定性C ．骑行方便D ．减小阻力[解析] 这种老式不带链条的自行车，驱动轮在前轮，在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下，由公式v ＝ωr 知，轮子半径越大，车轮边缘的线速度越大，车行驶得也就越快，故选项A 正确．[答案] A3．两小球固定在一根长为L 的杆的两端，绕杆上的O 点做圆周运动，如图所示．当小球1的速度为v 1时，小球2的速度为v 2，则O 点到小球2的距离是( )A.L v 1v 1＋v 2B.L v 2v 1＋v 2C.L (v 1＋v 2)v 1D.L (v 1＋v 2)v 2[解析] 由题意知两小球角速度相等，即ω1＝ω2，设球1、2到O 点的距离分别为r 1、r 2，则v 1r 1＝v 2r 2，又r 1＋r 2＝L ，所以r 2＝L v 2v 1＋v 2，B 正确．[答案] B4.如图所示，甲、乙两人分别站在赤道和纬度为45°的地面上，则( )A．甲的线速度大B．乙的线速度大C．甲的角速度大D．乙的角速度大[解析]甲、乙两人的角速度一样，由题图可知乙随地球转动的半径比甲小，根据v＝rω可知甲的线速度大，故A正确，B、C、D 错误．[答案] A5.如图所示的皮带传动装置正在工作中，主动轮半径是从动轮半径的一半，传动过程中皮带与轮之间不打滑，A、B分别是主动轮和从动轮边缘上的点，则A、B两点的角速度、线速度之比分别是()A．1∶21∶1 B．1∶22∶1C．2∶11∶1 D．1∶12∶1[解析]A、B两点的线速度大小相等，即v A＝v B，因为2r A＝r B，所以由v＝ωr知ωA∶ωB＝2∶1，所以C正确．[答案] C6.如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B 是从动轮，它们的半径R A＝2R B，a和b两点在轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，下列判断正确的是( )A ．v a ＝2v bB ．ωb ＝2ωaC ．v c ＝v aD ．ωb ＝ωc[解析] 由于A 、B 两轮之间通过摩擦传动，故A 、B 两轮边缘的线速度大小相同，故v a ＝v b ，故A 错误．根据v ＝ωR 可得ωa R A ＝ωb R B ，ωa ∶ωb ＝R B ∶R A ＝1∶2，即ωb ＝2ωa ，又由于a 与c 在同一个圆上，故ωa ＝ωc ，则ωb ＝2ωc ，由v ＝ωR 得v a ∶v c ＝2∶1，即v a ＝2v c ，故B 正确，C 、D 错误．[答案] B[拓展提升]7.如图所示是自行车传动结构的示意图，其中A 是半径为r 1的大齿轮，B 是半径为r 2的小齿轮，C 是半径为r 3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s ，则自行车前进的速度为( )A.πnr 1r 3r 2B.πnr 2r 3r 1C.2πnr 1r 3r 2D.2πnr 2r 3r 1[解析] 前进速度即为后轮的线速度，由于同一个轮上的各点的角速度相等，同一条线上的各点的线速度大小相等，可得ω1r1＝ω2r2，ω3＝ω2，又ω1＝2πn，v＝ω3r3，所以v＝2πnr1r3r2.选项C正确．[答案] C8．(多选)如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是()A．600 r/min B．900 r/minC．1200 r/min D．3000 r/min[解析]风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，说明在每相邻两次闪光的时间间隔T灯内，风扇转过的角度是120°的整数倍，即13圈的整数倍，而T灯＝130s，所以风扇的最小转速n min＝1 3 r 130 s＝10 r/s＝600 r/min.故满足题意的可能转速为n＝kn min＝600k r/min(k＝1,2,3…)，故选ACD.[答案]ACD9．做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径是20 m的圆周运动100 m，试求物体做匀速圆周运动时：(1)线速度的大小；(2)角速度的大小；(3)周期的大小．[解析](1)依据线速度的定义式知v ＝Δs Δt ＝10010 m/s ＝10 m/s.(2)依据v ＝rω解得 ω＝v r ＝1020rad/s ＝0.5 rad/s.(3)依据ω＝2πT 解得T ＝2πω＝2π0.5 s ＝4π s.[答案] (1)10 m/s (2)0.5 rad/s (3)4π s10．如图所示，半径为R 的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，其O 点正上方h 处沿OB 方向水平抛出一小球，要使球与盘只碰一次，且落点为圆盘边缘上的B 点，则小球的初速度v 及圆盘转动的角速度ω的大小．[解析] 小球做平抛运动，在竖直方向上有h ＝12gt 2，则运动时间t ＝2h g .又因为水平位移为R ，所以小球的初速度 v ＝R t ＝Rg 2h. 在时间t 内圆盘转过的角度θ＝n ·2π(n ＝1,2,3，…) 又因为θ＝ωt ，则圆盘转动的角速度为 ω＝n ·2πt ＝2n πg2h(n ＝1,2,3，…)． [答案] Rg2h2n πg2h(n ＝1,2,3，…)[强力纠错]11．(多选)质点做匀速圆周运动，则()A．在任何相等的时间里，质点的位移都相等B．在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等C．在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同D．在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等[解析]质点做匀速圆周运动，在任意相同的时间内通过的弧长与连接质点和圆心的半径经过的角度都相等，但位移只是大小相等，方向并不相同，平均速度也只是大小相等方向不相同，故答案选B、D.[答案]BD12.半径为R的大圆盘以角速度ω旋转，如图所示．有人站在盘边P点上随盘转动，他想用枪击中在圆盘中心的目标O，若子弹的速度为v0，则()A．枪应瞄准目标O射去B．枪应向PO的右方偏过θ角射去，而cosθ＝ωR v0C．枪应向PO的左方偏过θ角射去，而tanθ＝ωR v0D．枪应向PO的左方偏过θ角射去，而sinθ＝ωR v0[解析]要击中圆盘中心目标O，则子弹的合速度沿半径方向指向O，如图所示，因为子弹离开枪口时有与枪相同的线速度v＝ωR，所以枪应向PO的左方偏过θ角射去，且sinθ＝ωR v，故选项D正确．[答案] D。

新教材物理人教版(2019)必修第二册课时练《5.3实验：探究平抛运动的特点》02(含答案)

新教材物理人教版（2019）必修第二册《5.3实验：探究平抛运动的特点》课时练一、实验题1．三个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：（1）甲同学采用如图甲所示的装置。

用小锤击打弹性金属片，金属片把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，这说明平抛运动的物体在竖直方向上做_________运动。

（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的末端可看做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在轨道末端的水平初速度v0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，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。

实验可观察到的现象应是P球击中Q球。

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，这说明平抛运动的物体在水平方向上做______________运动。

（3）丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为L=1.6cm，该小球做平抛运动的初速度大小为____m/s。

（g取10m/s2，保留两位有效数字）（4）下列哪个因素不会使“研究平抛物体的运动”实验误差增大（______）A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端切线不水平C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较近2．（1）如图所示，小铁球A、B完全相同，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A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，改变小捶打击的力度，即改变球A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，改变装置与地面间距离，重复上述实验，两球仍然同时落地，根据此实验探究平抛运动的特点，可得到的结论是（______）A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动B．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动C．平抛运动可以分解为竖直运动和水平运动（2）应用如图所示实验装置探究平抛运动的特点，下列关于此实验的说法正确的是（___）A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽轨道末端可以不水平C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下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（3）下图为某同学在做平抛运动实验时得出的小球的运动轨迹，a、b、c三点表示小球运10m/s，空气阻力不计，则小球做平抛运动的初速度为动过程中经过的三个位置，g取2__________m/s．3．在“探究平抛运动特点”的实验中，首先用图所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点。

人教版(新教材)高中物理必修2精品学案3：5.3实验：探究平抛运动的特点学案

5.3 实验：探究平抛运动的特点『学习目标』：知识与技能：（1）知道用实验获得平抛运动轨迹的方法；（2）知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法；（3）知道测量初速度时需要测量的物理量；（4）会推导平抛初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度。

过程与方法：（1）通过学生设计实验，体会物理问题的探究思想和实验设计思想，了解设计实验的基本方法；（2）会用运动合成与分解的方法分析抛体运动；（3）学会化曲线为直线的物理思想和方法。

情感态度与价值观：（1）培养学生合作与交流的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯；（2）在上一节对平抛运动规律的学习的基础上，通过这一节学生的动手实验，将感性认识和理性思维相结合，使学生获得成功的体验；『预习要点』：一、通常用的实验方法：有描迹法、喷水法、数码照相法，描绘出平抛运动的轨迹，去研究平抛运动的规律．二、实验原理平抛物体的运动可以看做是由两个分运动合成的，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．使小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，根据公式x＝v0t和y＝12gt2，就可求得v0＝xg2y，即为小球做平抛运动的初速度．三、案例分析案例1：描迹法(1)实验器材斜槽(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．(2)实验步骤①实验装置如图5－4－3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．图5－4－3②调整木板，确定坐标原点：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，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 g/2y(m/s)v0的平均值(3)实验步骤中的注意事项①实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直平面内，且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触．②小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板．③坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，而应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点，位于槽口末端上方r处(r为小球半径)．④应在斜槽上适当的位置释放小球，使它以适当的水平速度抛出，其轨迹由木板的左上角到达右下角，这样可以使实验误差较小．⑤须在斜槽末端用重垂线检查白纸上所画y轴是否竖直．案例2：频闪照相法用频闪照相法更精细地探究平抛运动．图5－4－4频闪照相是指每隔一定时间对同一物体进行一次照相，并将其位置呈现在同一张底片上的技术．通过如图5－4－4对上述实验的频闪照片，先观察分析两个小球在竖直方向的运动情况：它们在同一时间下落的高度相同，再一次验证了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；再测量平抛小球在相等时间里通过的水平距离是否相同，从而证明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，且竖直方向的分运动不影响水平分运动.『答疑解惑』：利用平抛运动的轨迹，除了计算平抛的初速度，判断轨迹是否为抛物线外，还能进行什么研究？(1)判断O 点是不是抛出点 ①如图5－4－5所示，图5－4－5在轨迹上选取A 、B 、C 三点，OA 、AB 、BC 的水平距离相等，则说明a 时间为t a ＝t b－T ＝9l g－ 4l g＝ lg到A ，A 到B ，B 到C 的时间相等，过A 、B 、C 三点作水平线和y 轴相交，得出A 、B 、C 三点的纵坐标值y A 、y B 、y C .②如果y A ∶y B ∶y C ＝1∶4∶9，则说明O 点为平抛的起点，若不满足上述比例关系，则说明O 点不是平抛的起点．(2)平抛运动水平方向运动性质的判定①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下落高度与运动时间t 的关系：h ＝12gt 2.在平抛运动轨迹的竖直坐标轴y 上，从原点O 开始向下取一个坐标为h 的点，再找到坐标为4h,9h,16h …的点．②过这些点作水平线与轨迹分别交于A 、B 、C 点，则这些点就是每经过相等时间物体所到达的位置．③测量出OA 、AB 、BC 的水平距离，对比实验测量结果，若各段距离相等，说明水平方向上的运动是匀速直线运动．『典例剖析』：一、探究实验过程的考察例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________位置上滚下，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，用平滑曲线画出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________．方法总结描述好平抛运动的轨迹，需在实际操作中满足小球做平抛运动的条件. 二、探究平抛运动的规律例2 三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：图5－4－6(1)甲同学采用如图5－4－6甲所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把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，改变小锤打击的力度，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v0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，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．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________________________________．(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片，图中每个小方格的边长为1.25 cm，则由图可求得拍摄时每________ s曝光一次，该小球做平抛运动的初速度大小为________ m/s.(g取9.8 m/s2)方法总结通过运动轨迹去求质点运动的时间和速度，关键就是利用水平和竖直方向的分运动的特点去列方程.三、探究实验的创新设计例3 试根据平抛运动图5－4－7原理设计“测量弹射器中弹丸出射初速度”的实验方案．提供的实验器材为：弹射器(含弹丸，如图5－4－7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为(并在示意图中用字母标出)__________________．(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__________．方法总结此类实验题目考查的实质仍然是平抛运动规律，即在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动.『课堂练习』：1.对于平抛运动，下列说法中正确的是()A．飞行时间由初速度和高度决定B．水平射程由初速度和高度决定C．速度和加速度都是在变化的D．属于匀变速曲线运动2．在用斜槽轨道做“研究平抛运动的规律”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能够较准确地描出其运动轨迹，下面列出了一些操作要求，其中正确的是()A．通过调节斜槽使其末端切线水平B．每次释放小球的位置可以不同C．每次必须由静止释放小球D．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触3. 平抛物体的运动规律可概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图5－4－8所示，用小锤打击弹性金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．则这个实验()图5－4－8A．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律4．要探究平抛运动的物体在水平方向上的运动规律，可采用()A．从抛出点开始等分水平位移，看相应时间间隔内的竖直位移之比是否为1∶3∶5∶7……B．从抛出点开始等分水平位移，看相应时间间隔内的竖直位移之比是否为1∶4∶9∶16……C．从抛出点开始等分竖直位移，看相应时间间隔内的水平位移之比是否为1∶3∶5∶7……D．从抛出点开始等分竖直位移，看相应时间间隔内的水平位移之比是否为1∶1∶1∶1……5．某同学做“研究平抛物体运动”的实验，他在实验前进行了如下步骤：用硬纸做一个有孔的卡片，孔的宽度比小球的直径略大一些，并把它折成直角，然后用图钉把白纸钉在竖直的木板上，在木板的左上角固定斜槽，然后便开始实验，找出小球做平抛运动的轨道上的一系列位置……，请指出这位同学开始实验前的步骤中遗漏和不完整之处：(1)_______________________________________________________________________；(2)_______________________________________________________________________；(3)_____________________________ __________________________________________．6．以20 m/s的速度水平抛出一物体，它的加速度大小为__________ m/s2，方向____________，2 s末物体的速度大小为________ m/s，方向与水平方向的夹角为__________．(g取10 m/s2)7．如图5－4－9所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5 cm.如果取g＝10 m/s2，那么图5－4－9(1)闪光频率是多少？(2)小球运动中水平分速度的大小．(3)小球经过B点时的速度大小．8. 某同学在学习了平抛运动后，想估测一水管截面为圆形的农用水泵的流量Q(m3/s)．如图5－4－10所示，假定水柱离开管口后做平抛运动，他手头只有米尺．(1)说明该同学需直接测量的物理量．(2)写出用这些物理量表示流量的表达式．图5－4－10『课内探究』：题型①实验操作的分析典例1 (1)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________．A．游标卡尺B．秒表C．坐标纸D．天平E．弹簧秤F．重垂线(2)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．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拓展探究下列哪些因素会使“研究平抛运动”的实验误差增大()A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远归纳总结深刻理解实验的原理，保证小球做平抛运动的条件及小球平抛的初速度相同.题型②平抛运动的初速度典例2 某同学做平抛物体运动的实验时，图1不慎未定好原点，只画了竖直线，而且只描出了平抛物体的后一部分轨迹．如图1所示，依此图加一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度v0?拓展探究在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨道，小方格的边长为l＝1.25 cm，若小球在平抛运动过程中的几个位置如图2中的a、b、c、d所示．图2(1)小球平抛的初速度v0的数值为______(g取9.8 m/s2)．(2)在图中找出小球的抛出点，画出小球的运动轨迹和以抛出点为坐标原点的x、y坐标轴．抛出点O在a点左侧________处(以l表示)，a点上方________处(l表示)．归纳总结利用轨迹去求抛出的初速度，或某一点的速度，解决这类问题的依据有两条：一是平抛物体运动的实验原理，二是匀速直线运动的轨迹，列出方程Δy＝aT2和Δx＝v0T，再根据相邻两记录点间的有关数据求解.题型③探究规律的创新应用典例3 柯受良驾驶汽车飞越黄河，汽车从最高点开始到着地为止这一过程的运动可以看做平抛运动．记者从侧面用照相机通过多次曝光，拍摄到汽车在经过最高点以后的三幅运动照片，如图3所示，相邻两次曝光时间间隔相等，均为Δt，已知汽车的长度为l，则()图3A．从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小B．从左边一幅照片可推算出汽车曾经到达的最大高度C．从中间一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小，以及汽车曾经到达的最大高度(此时汽车刚落地)D．根据实验测得的数据从右边一幅照片可推算出汽车水平分速度大小归纳总结——★ 参考答案 ★——『典例剖析』：一、探究实验过程的考察例1 『解析』 (1)A 中为了保证小球每次平抛初速度相同，轨迹重合，应让小球从同一位置滚下．B 中为了保证小球做平抛运动，要注意斜槽末端切线水平．(2)上述实验步骤的合理顺序是BAC.『答案』 (1)A.同一 B ．斜槽末端切线水平 (2)BAC方法总结描述好平抛运动的轨迹，需在实际操作中满足小球做平抛运动的条件. 二、探究平抛运动的规律例2『解析』 (1)通过对照实验，说明两球具有等时性，由此说明竖直方向做自由落体运动．(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．(3)小球在竖直方向上做加速度为g 的匀加速直线运动，所以有Δy ＝gT 2， Δy ＝1.25×10－2 m ，得 T ＝3.57×10－2 s又因为每个闪光时间内水平位移 x ＝2×1.25×10－2 m ＝2.5×10－2 m则v 0＝x T ＝2.5×10－23.57×10－2m /s ＝0.7 m/s『答案』 (1)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 球平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动(3)3.57×10－2 0.7方法总结通过运动轨迹去求质点运动的时间和速度，关键就是利用水平和竖直方向的分运动的特点去列方程.三、探究实验的创新设计例3『解析』根据平抛运动的原理及研究平抛运动的实验，可知使弹丸作平抛运动，通过测量下落高度可求出时间，再测水平位移可求出平抛的初速度，故(1)实验装置如下图所示(2)弹射器必须保持水平，以保证弹丸初速度沿水平方向．(3)应测出弹丸下降的高度y和水平射程x，如上图所示．(4)在不改变高度y的情况下，进行多次实验，测量水平射程x，得出水平射程x的平均值，以减小误差．(5)因y＝gt22，故t＝2yg，故有v0＝xt＝x2yg＝x g2y『答案』见『解析』方法总结此类实验题目考查的实质仍然是平抛运动规律，即在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动.『课堂练习』：1.『答案』BD『解析』做平抛运动的物体，可以看作水平方向上的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动．由于分运动与合运动具有各自的独立性及自由落体运动的时间由下落高度决定，故A错．水平射程x＝v0t，B正确．做自由落体运动的物体只受重力作用，因此做平抛运动的物体的速度改变而加速度不变，故C错误，D正确．2．『答案』ACD『解析』因为平抛运动要求物体在抛出时必须只具有水平方向的速度，因此必须保证斜槽末端水平，故选项A正确．在用描点法做平抛运动的轨迹时，每次只能描出一个点，应让小球多次沿同一轨道做同样的平抛运动，因此每次必须从同一位置由静止释放小球，故B错误而C正确．小球在下落过程中不能与白纸(坐标系)相接触，否则由于摩擦或碰撞会改变小球平抛运动轨迹，所以D正确．3.『答案』 B『解析』该题考查对平抛运动及其分运动的理解，同时考查探究问题的思维能力．实验中A球做平抛运动，B球做自由落体运动，两球同时落地说明A球平抛运动的竖直分运动和B球相同，而不能说明A球的水平分运动是匀速直线运动，所以B项正确，A、C、D 三项都不对．4．『答案』 A『解析』若等分水平位移，则Δx相同，而对应时间间隔内的竖直位移之比若为1∶3∶5∶7……，则说明经历每个Δx的时间相同，即水平方向的分运动为匀速直线运动．若等分竖直位移，则意味着相应的时间间隔之比为1∶(2－1)∶(3－2)∶(4－3)∶……，这样只有对应的水平位移之比为1∶(2－1)∶(3－2)∶(4－3)∶……，才能验证水平方向为匀速直线运动，选项A正确．5．『答案』(1)在纸上把小球抛出点O标记下来，再用重垂线作过O的竖直线(2)调整斜槽位置使槽的末端的切线水平(3)在槽上安置定位器，使小球每次都从这个位置无初速地滚下6．『答案』10竖直向下28.345°『解析』物体只受重力，2 s末水平方向的分速度为v0＝20 m/s不变，竖直方向的分速度v y＝gt＝10×2 m/s＝20 m/s；2 s末的速度大小为v＝v20＋v2y＝202＋202m/s≈28.3 m/s，方向为tan α＝v y＝1，所以α＝45°.v07．『答案』(1)10 Hz(2)1.5 m/s(3)2.5 m/s『解析』(1)A、B、C三点水平间隔相等，故相邻各点的时间间隔相等，设为T.在竖直方向：Δh ＝gT 2，即(5－3)×0.05 m＝gT 2，得T ＝0.1 s ，则频率为f ＝10 Hz.(2)水平方向：3×0.05 m ＝v 0T ，得v 0＝1.5 m/s.(3)竖直方向：B 点的竖直分速度v By ＝(5＋3)×0.05 m 2T ＝2 m/s ，又由v B ＝v 20＋v 2By ，得v B ＝2.5 m/s.8.『答案』 (1)水管直径D ，出水管中心距地面的竖直高度y ，水柱落地点距管口的水平距离x(2)Q ＝πD 2x 4 g 2y 『解析』 (1)要测出水管的直径D ，出水管中心距地面的竖直高度y ，水柱落地点距管口的水平距离x.(2)假定水柱离开管口的速度为v 0，由平抛运动的规律，得x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，可得v 0＝ gx 22y水流量Q ＝V t ，V ＝v 0tπ(D 2)2，所以Q ＝πD 2x 4 g 2y 『课内探究』：题型 ① 实验操作的分析典例1 『答案』 (1)CF (2)AD『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．拓展探究『答案』 BC『解析』小球与斜槽之间有摩擦，只要保证小球每次从槽上滚下的初始位置都相同，平抛时的初速度就都相同，不会引起误差．如果安装斜槽时其末端不水平，其运动就不是平抛运动而是斜抛运动，那么就会引起误差．应以斜槽末端小球重心所在的位置为坐标原点，否则会引起误差．由y＝12gt2，x＝v0t，知v0＝x·g2y.其中x、y均由刻度尺进行测量的，计算点距抛出点O越远，x、y值就越大，则误差就越小．所以B、C选项正确．归纳总结深刻理解实验的原理，保证小球做平抛运动的条件及小球平抛的初速度相同.题型②平抛运动的初速度典例2『答案』见『解析』『解析』为了求出平抛物体的初速度，要画出三条等距(Δx)、平行于y轴的竖直线与轨迹分别交于A、B、C三点，如右图所示．然后分别过A、B、C三点作三条水平线，则设A、B两点间竖直距离为y1，A、C两点间竖直距离为y2，根据以上数据就可计算出v0.设t为相邻两点的时间间隔，则有Δy＝y BC－y AB＝gt2即(y2－y1)－y1＝gt2①又Δx＝v0t，v0＝Δxt②将①②两式联立，解得v0＝Δx gy2－2y1拓展探究『答案』(1)1.4 m/s(2)4l l 2『解析』(1)求v0：由图可知，相邻两点间水平距离相等，则经历的时间相等则y2－y1＝gT2，所以T＝4lg，又x＝8l＝v0T所以v0＝8l·g4l＝4gl＝4×9.8×1.25×10－2m/s＝1.4 m/s(2)求抛出点坐标v by＝y ab＋y bc2T＝6lT，v by＝gt bb时间为t b) →b时间为t b)a时间为t a＝t b－T＝9lg－4lg＝lg→a时间为t a＝t b－T＝9lg－4lg＝lgO到a水平Δx＝v0t a＝4lO到a竖直Δy＝12gt2a＝12l所以O点在a点左侧水平距离4l，竖直向上l2处，如下图所示．归纳总结利用轨迹去求抛出的初速度，或某一点的速度，解决这类问题的依据有两条：一是平抛物体运动的实验原理，二是匀速直线运动的轨迹，列出方程Δy＝aT2和Δx＝v0T，再根据相邻两记录点间的有关数据求解.题型③探究规律的创新应用典例3 『答案』AC『解析』在汽车落地之前，可从左边一幅照片得出水平间距Δx，汽车水平分速度大小v x＝ΔxΔt，Δt为间隔时间．从中间一幅照片可知落地前一个Δt内的竖直位移Δy，由此可以求得最大高度和从最高点至落地点所用时间，设此时间为t，则Δy＝12gt2－12g(t－Δt)2求得t后，由h＝12gt2可求得高度．由中间一幅照片也可知汽车在Δt内的水平位移，因此也可得v0.至于右边一幅，由于汽车落地时刻不一定是闪光拍摄时刻，有可能是汽车落地后过了一段时间才闪光，并且当汽车落地时由于地面作用而使水平速度一般会改变，因此无法由右边照片求v0.故本题选项A、C正确．归纳总结。

人教版高中物理必修二同步练习实验探究平抛运动的特点(含答案)

人教版（2019）物理必修第二册同步练习5.3实验：探究平抛运动的特点一、单选题1.安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是( )A.保持小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线2.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。

小锤打击弹性金属片, A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。

关于该实验,下列说法中正确的有( )A．B球先落地落地B．两球的质量应相等C．应改变装置的高度，多次实验D．本实验也能验证平抛在水平方向做匀速运动二、实验题3.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取9.82/m s)3.在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长5,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如L cm图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为__________/m s; B点的竖直分速度为__________/m s.(g取102/m s)4.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出做平抛运动的小球的运动轨迹.1.以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有__________.a. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平b. 每次释放小球的初始位置可以任意选择c. 每次小球应从同一高度由静止释放d. 为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接2.实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图2中2图像能说明小球运动轨迹为抛物线的是__________.y x3.如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B、C 三点竖直坐标y 1为5.0cm 、y 2为45.0cm 、y 3为60.0cm,A 、B 两点水平间距Δx 为40.0cm,则小球在C 点的速度v C 为__________m/s(结果保留两位有效数字,g 取10 m/s 2).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。