物理必修Ⅱ人教新课标5-3实验：研究平抛运动课件

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 ____________________________．
A．斜面小槽轨道必须光滑 B．斜面小槽轨道末端(图示中小球所在位置) 必须水平 C．每次都要平衡摩擦力 D．小球每次都应从同一高度释放 答案：匀速直线 自由落体 1 BD
有人想设计制作一“平抛运动扫描仪”， 所用的器材有：已用过的医用吊针(整套，如 图(a)所示)；竖直木板1块；厚为0.5cm的光滑 小木条；钉子；白纸1张；图钉4枚；小钢球1 个；圆珠笔笔筒(下面部分)1个；重垂线；直 尺1把；染了红墨水的水；铁架台．
答案：①如下图 次实验，求平均值
②保持弹射器水平 x ⑤v0＝ 2y/g
③x、y ④多
(1)证明从针头滴出的水滴的出口速度大小是不 解析：(1)要证明从针头出来的所有水滴速度大小不变， 变的． 只要证明针头处的压强在出水过程中是不变的即可． 打开塑 (2)请你帮他设计这一“平抛运动扫描仪”，并 料管上的开关， 待流出一部分水达到稳定后， 瓶口处的压强 写出实验方案和步骤．
总是等于外界大气压强，针头处 A 的压强是 pA＝p0＋ρgh， 从理论上可以证明水滴从 A 处喷出来的速率 v＝ 2gh，只 要瓶中的水未滴完，则 h 不变，所以 v 不变．
平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动 和竖直方向的自由落体运动.
(1)实验器材 斜槽(附金属小球)、木板及竖直固定的支架、 白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔． (2)实验过程 利用现有仪器装配好如图所示的装置，钢球从 斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动．
实验步骤 ①把斜槽放在桌面上，让它的末端伸出桌面外， 调节斜槽末端，使其切线方向水平后，把斜槽 固定在桌面上． ②用图钉把白纸钉在木板上，把木板沿竖直方 向固定在支架上，使小球在斜槽末端水平抛出 后的轨道平面与纸面平行． ③以斜槽末端作为平抛运动的起点O，在白纸 上标出O的位置，过O点用重垂线画出竖直线， 定为y轴． ④让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止 滚下，移动笔尖在白纸上的位置，当小球恰好
(2011·唐山一中高一检测)某同学用如图所示 的装置研究平抛运动，他描出了小球的运动轨 迹，建立了坐标系并将数据及单位写在了坐标 纸上．小球在水平方向做________运动，在 竖直方向做________运动．由坐标中的数据 可求出小球平抛的初速度为________m/s. 实验中为了减小误差而采取的措施中正确的是 ________(填写选项前的字母)．
g ，求出小 2y
②要用重垂线检查木板、 坐标纸上的竖直线是否竖直． ③小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下．
④实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地 确定小球通过的位置． ⑤要在斜槽上较大的高度释放小球，使其以较 大的水平速度运动，从而减小相对误差． ⑥要用平滑的曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较 大的点． ⑦在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，并且 使所选取的点之间尽量远些．
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到 ________，每次让球从同一位置由静止释放 是为了________． (2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了 ________． (3)在图b中绘出小球做平抛运动的轨迹．
解析：解答本题时应把握平抛运动的两个分运 动特点：①水平方向匀速直线运动；②竖直方 向做自由落体运动． (1)研究平抛运动的规律，首要的一点是使小 球沿水平方向抛出．所以实验前要反复调节斜 槽，使斜槽的末端处于水平状态，并使板A水 平，插槽P0P′0垂直斜槽并在斜槽末端正下 方．释放小球时，每次要使小球从斜槽的同一 位置滑下的主要原因是使小球每次抛出时具有 相同的水平初速度v0.
1．做平抛运动的物体只受________的作用， 加速度是________所以它是________运动． 2．探究平抛运动在竖直方向的运动规律，可 设置与分运动等效的条件进行对比实验： _____________________. 3．要探究平抛运动的物体的水平方向运动的 特点，需要测量几段相等的________物体在 水平方向上的________，看看这些________ 是否相等．
(2)实验过程中，竖直木板在后移d的同时也侧 向移动d，是为了每次让小球的落点不在记录 纸面的竖直线上，而在侧移了的平面上，使记 录纸上每两点间的水平距离等于小球在水平方 向实际运动的距离．由水平方向的匀速直线运 动研究竖直方向的运动规律． (3)小球的平抛运动轨迹如图所示．
答案：(1)斜槽末端水平、A板水平、插槽 P0P′0垂直斜槽并在斜槽末端正下方 使小球 每次抛出时具有相同的水平初速度v0 (2)使记录纸上每两点之间的水平距离等于小 球在水平方向实际运动的距离 (3)见图
(北京育才中学高一检测)某同学用如图所示的 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相对于地面的高度(不改变AC 高)，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，
⑤把白纸从木板上取下来，用三角板过O点作 竖直线y轴的垂线，定为x轴，再将上面依次记 下的一个个点连成光滑曲线，这就是平抛小球 的运动轨迹． (3)数据处理 ①在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、 E五个点，测出它们的x、y坐标值，记到表格 内．
②把测到的坐标值依次代入公式 v0＝x 球平抛的初速度，并计算其平均值． (4)注意事项 ①实验中必须保持斜槽末端水平．
答案：1.重力 重力加速度g 匀变速曲线 2．与平抛运动的物体同时自由下落的物体 3．时间间隔内 位移 位移
(1)将曲线运动分解为直线运动； (2)由力的独立作用原理推测平抛运动的物体 在不同方向上的运动情况； (3)设计具有同等条件的分运动与平抛运动对 比实验.
(1)探究平抛运动在水平方向的运动规律 ①设法通过实验得到平抛运动的轨迹 ②在平抛运动轨迹上找到每隔相等时间物体所 到达的位置． ③测量两相邻位置间的水平位移，分析这些位 移的特点． (2)探究平抛运动在竖直方向的运动规律 从做平抛运动的小球和做自由落体运动的小球 同时落地这个角度来验证平抛运动在竖直方向 上的分运动.
*
**
会分析平抛运动的性质
掌握探究平抛运动的实验思路 及方法
下图为一探究小组成员探究平抛运动的情 景．他在同一位置以不同的初速度先后抛出3 个小球．
请讨论：根据图中数据能否得出下列结论性的 叙述？ 在相同的高度，以大小不同的初速度水平抛出 的小球，初速度越大，抛出点到落地点的水平 距离越远；在高度不变的情况下，水平初速度 的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动； 平抛运动过程经历的时间完全由抛出点到落地 点的竖直高度确定，与抛出时初速度的大小无 关． 为了证明上述结论，你对本实验有何补充和改 进？
A．平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 B．平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 C．同时说明平抛运动的水平分运动是匀速直 线运动，竖直分运动是自由落体运动 D．说明平抛运动是匀变速曲线运动 答案：A
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a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a中 P0P′0、P1P′1„)，槽间距离均为d.把覆盖复写 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，每次让小球从斜槽的同 一位置由静止释Leabharlann Baidu．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b 所示．
(2010·福建高一六校联考)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，则这个实验( )
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 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． 答案：B
(2)设计方案和步骤： ①将红墨水装入吊瓶中，并将开关关上； ②在竖直放置的木板左端上方水平地钉好小木 条(以小钢球放在其上不左右滚动为准)； ③将吊瓶用铁架台挂在木板的左上方(可把铁 架台放在板凳上)； ④将针头用透明胶贴在小木条的外边缘，注意 针头与小木条平行；
⑤将白纸用4个图钉固定在针头右侧的木板上； ⑥在针头出口正下方挂重垂线(如图b所示)； ⑦打开塑料管上的开关，待稳定时，我们看到 红色的水从针头口呈线状水平射出，并靠近但 不接触白纸做平抛运动． 点评：物理实验具体操作方式并不是一成不变 的，根据实验原理和要达到的目的，再结合现 有实验条件，灵活地、创造性地设计实验方案、 操作要求和操作规范是学习者应具备的素质．