实验：研究平抛运动
5.3、实验：研究平抛运动
随堂演练
3．在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸 记录物体的运动轨迹，小方格的边长L＝1.6 cm，若小球 在平抛运动途中的几个位置如图13中的a、b、c、d所示， 则小球平抛运动的初速度的计算式为v0＝________(用L、 g表示)，其值是________(g＝10 m/s2)．小球在b点的速率 为________．(取二位有效数字)
五、数据处理
六、数据处理 1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如 图5所示，在x轴上作出等距离的几个点 A1、A2、A3„，把线段OA1的长度记为l， 那么OA2＝2l，OA3＝3l„.由A1、A2、 图5 A3„向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交 点记为M1、M2、M3„.如果轨迹的确是一条抛物线，那 么M1、M2、M3„.各点的y坐标与x坐标间的关系应该具 有y＝ax2的形式(a是一个待定的常量)． 用刻度尺测量某点的坐标值，代入y＝ax2中求出常量a(例 如a＝0.23，可以不写单位)，于是知道了代表这个轨迹的 一个可能的关系式(即y＝0.23x2)．
五、数据处理
测量其他几个点的x、y值，如果各点的x、y值均满足同 一关系式y＝ax2(在误差范围内)，便可确定这条曲线是 一条抛物线． 2．根据平抛运动轨迹求平抛物体的初速度 (1)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，y＝gt2/2， 故v0＝ (2)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 Δh＝hBC－hAB＝gt2所以t＝ g(hBC－hAB)所以初速度v0＝ t(x)＝x hBC－hAB(g).
5.4实验：研究平抛运动
x1 v0 t1 , y1 2 gt1 , x 2 v0 t 2 , y 2
其中y2－y1=h，所以
提示 回顾该实验的操作步骤及注意事项， 对照分析即得。
解析 ⑴ 利用拴在槽口处的重锤线画出y轴， x轴与y轴垂直。 ⑵ 将小球放在槽口的水平部分，小球既不 向里滚动，也不向外滚动，说明槽口的末端 是水平的。 ⑶ 应注意每次小球都从轨道上同一位置由 静止释放。
O x
y
例3 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）时撞开接触开关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 提示 比较A、B两球在竖直方向的运动规律。
例5 在“研究平抛物体的运动”的实验中， 某同学只在竖直板面上记下了重锤线y的方向， 但忘记了平抛的初位置，在坐标纸上描出了一 段曲线的轨迹，如图所示。现在曲线上取A、B 两点，量出它们到y轴的距离，AA’=x1，BB’=x2， 以及AB的竖直距离h，用这些可以求出求得小 球平抛时的初速度为多大？
5.4实验：研究平抛运动
一、探究平抛运动物体在竖直方 向的运动规律
结论：平抛运动在竖直 方向的的分运动是自由 落体运动
二. 探究平抛运动物体在水平方向的运动规律
? O h x ?
?
4h
实验课 3实验：研究平抛运动
3实验：研究平抛运动[学习目标] 1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹.2.会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线.3.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度.4.掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法.一、描绘平抛运动的轨迹1.实验原理用描迹法(或喷水法或频闪照相法)得到物体做平抛运动的轨迹.2.实验器材(以斜槽轨道实验为例)斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁架台.3.实验步骤(1)按图1甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止).图1(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)以斜槽水平末端端口上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.(4)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. (5)将坐标纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图乙所示.4.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)方木板必须处于竖直平面内，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.二、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线方法一公式法(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，建立平面直角坐标系后，轨迹上各点的坐标应具有y＝ax2的关系，而且同一轨迹对应的a是一个确定的值.(2)验证方法用刻度尺测量几个点的x、y两个坐标，分别代入y＝ax2中求出a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常量.方法二图象法建立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的y值和x2值，在y －x2坐标系中描点，连接各点看是否在同一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值.2.计算初速度在小球平抛运动轨迹上任取一点，用刻度尺测出它的坐标(x，y)，利用公式y＝12gt2和x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0(g已知)，多求几个点然后求出v0的平均值.一、研究平抛运动的实验原理与方法例1在探究平抛运动的规律时，可以选用图2中几种装置进行研究.图2(1)图甲的实验现象是.该现象说明平抛运动的.(2)图乙装置可通过获得稳定的细水柱来描绘平抛运动的轨迹，其中能获得稳定的细水柱的过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管 (填“A ”或“B ”)处.(3)图丙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)A (3)同一 静止解析 (1)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)图乙是描绘平抛运动轨迹的装置，其中能获得稳定的细水柱的过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管A 处，这时因为竖直管与大气相通，管内为外界大气压强，保证竖直管上出口处的压强为大气压强，因而弯管的上端口处与竖直管上出口处有恒定的压强差，可保证弯管口处压强恒定，从而使水流速度恒定，减小实验误差.(3)图丙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.二、计算平抛运动的初速度计算平抛运动的初速度可以分为两种情况(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点，测出该点离坐标原点的水平位移x 及竖直位移y ，就可求出初速度v 0.因x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，故v 0＝x g 2y.图3(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)在轨迹上任取三点A 、B 、C (如图3所示)，使A 、B 间及B 、C 间的水平距离相等，设为x ，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 ，重力加速度为g ，则Δh ＝h BC －h AB ＝gt 2所以t ＝h BC －h AB g所以初速度v 0＝x t ＝x g h BC －h AB. 例2 某同学在做“研究平抛运动”实验时得到了如图4所示的运动轨迹，a 、b 、c 三点的位置在运动轨迹上已标出，则：图4(1)小球平抛的初速度为 m /s ；(g 取10 m /s 2)(2)小球运动到b 点时速度大小v b ＝ ，方向 ；(3)小球抛出点的位置坐标x ＝ cm ，y ＝ cm.答案 (1)2 (2)2.5 m/s 与x 轴方向夹角为37° (3)－10 －1.25解析 (1)由平抛运动公式，在x 轴方向上x ab ＝v 0T ，在竖直方向上h bc －h ab ＝gT 2，代入数据解得T ＝0.1 s ，v 0＝2 m/s.(2)小球经过b 点时竖直分速度v by ＝h ac 2T＝1.5 m/s ，则v b ＝v 02＋v by 2＝2.5 m/s ，与x 轴方向的夹角为θ，tan θ＝34，即θ＝37°. (3)小球从开始运动到经过b 点时历时t b ＝v by g＝0.15 s ，说明小球经过a 点时已经运动了t a ＝0.05 s ，所以小球抛出点的坐标x ＝－v 0t a ＝－10 cm ，y ＝－12gt a 2＝－1.25 cm.根据平抛运动轨迹测定初速度时，不要随便把题目所提供的第一个记录点当成平抛运动的抛出点.可利用自由落体运动在竖直方向上连续相同时间内下落高度之比为1∶3∶5…的关系来判断第一个记录点是否为抛出点，若不是，只能由Δh ＝gT 2求出时间间隔.针对训练 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 ，则由图可求得拍摄时每 s 曝光一次，平抛运动的初速度为 m /s(已知重力加速度为10 m/s 2).图5答案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Δh＝aT2，可知2L＝gT2，则T＝2L g＝0.1 s；小球在水平方向做匀速直线运动，则v0＝xT＝2LT＝1 m/s.三、创新实验设计例3(2019·定远育才学校第二学期期末)在做“研究平抛运动”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；又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，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x＝10.00 cm，A、B间距离y1＝5.02 cm，B、C间距离y2＝14.82 cm.请回答以下问题：(g＝9.80 m/s2)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)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0＝m/s.(结果保留三位有效数字)答案(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同(2)xgy2－y1(3)1.00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)在竖直方向上：Δy ＝y 2－y 1＝gt 2t ＝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； (3)代入数据求得：v 0＝1.00 m/s.1.(2019·枣庄八中期中)(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，即每次静止释放小球的位置不同.2.(2019·蚌埠市第二学期期末学业水平监测)某物理兴趣小组在研究“平抛运动的规律”的实验时，分成两组，其中一个实验小组让小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到如图8所示的照片，已知每个小方格边长为10 cm，当地的重力加速度g取10 m/s2，其中第4点处的位置已被污迹覆盖.图8(1)若以拍摄的第1点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立平面直角坐标系，被拍摄的小球在第4点的位置坐标为( cm，cm)；(2)小球平抛的初速度大小为m/s；(3)另一个实验小组的同学正确地进行了实验并正确地描绘了运动轨迹，测量了轨迹上的不同点的坐标值，根据所测到的数据以y为纵轴、x2为横轴，在坐标纸上画出对应的图象为过原点的倾斜直线，并测出直线斜率为2，则平抛运动的初速度v0＝m/s.答案(1)6060(2)2(3)10 21.如图1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)时撞开接触开关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()图1A.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答案 C2.如图2所示，在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌面飞出后做平抛运动.用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度(重力加速度为g )( )图2A.钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度B.水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离C.钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离D.钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离答案 B解析 钢球沿桌面飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律得y ＝12gt 2，x ＝v 0t ，联立解得v 0＝x g 2y，故要求出钢球离开水平桌面时的速度，需测量水平桌面的高度y 、钢球落地点与桌边的水平距离x ，B 项正确.3.(多选)假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图3所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的频闪照片的一部分.已知照片上方格的实际边长为a ，频闪周期为T ，据此可以得出( )图3A.月球上的重力加速度为a T2 B.小球平抛的初速度为3a TC.照片上A 点一定是平抛的起始位置D.小球运动到D 点时速度大小为6a T答案 BC解析 由频闪照片可知，在竖直方向上，相邻相等时间内小球位移差为2a ，由Δy ＝gT 2可得，月球上的重力加速度g ＝2a T2，选项A 错误；由小球在水平方向上做匀速直线运动可得3a ＝v 0T ，解得v 0＝3a T ，选项B 正确；小球在抛出后第1个T 时间内竖直方向位移y 1＝12gT 2＝12×2a T2×T 2＝a ，所以照片上A 点一定是平抛的起始位置，选项C 正确；小球运动到D 点时竖直速度v y＝g ·3T ＝2a T 2×3T ＝6a T ，水平速度为v 0＝3a T，小球运动到D 点时速度大小为v ＝v 02＋v y 2＝35a T，选项D 错误. 4.(2019·新乡市高一下学期期末)用如图4所示的装置研究平抛运动，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4(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.5.在“研究平抛物体的运动”的实验中：(1)为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择下列的 .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(2)高一某班一同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机(每隔相等时间T 拍一次照片)拍摄小球在空中的位置.如图5所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8 mm ，如果取g ＝10 m/s 2，那么：图5①照相机的频闪周期T ＝ s ；②小球做平抛运动的水平初速度大小是 m/s.答案 (1)A (2)①0.04 ②0.6解析 (1)为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小、质量较大的小球，故选实心小铁球，故选项A 正确；(2)①在竖直方向上，根据Δy ＝2L ＝gT 2得：T ＝2L g ＝0.04 s ②小球平抛运动的初速度大小为：v 0＝3L T＝0.6 m/s. 6.(2019·陆川中学高一下学期期末)在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动初速度.实验装置如图6甲所示.图6(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端是否水平，请简述你的检查方法：.(2)关于这个实验，以下说法正确的是.A.小球释放的初始位置越高越好B.每次小球要从同一高度由静止释放C.实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直D.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示.在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1＝x2＝12.40 cm，取g＝10 m/s2，则小球平抛运动的初速度大小为m/s.答案(1)将小球放在槽的末端，看小球能否静止(2)BCD(3)1.247.(2019·雅礼中学期中)图7甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.图7(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，是为了保证每次小球平抛.(2)图乙是实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s.(g ＝9.8 m/s 2)(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L ＝5 cm ，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m /s ，小球运动到B 点的竖直分速度为 m/s ，平抛运动初位置的坐标为 (如图丙所示，以O 点为原点，水平向右为x 轴正方向，竖直向下为y 轴正方向，g ＝10 m/s 2).答案 (1)水平 初速度相同(2)1.2 (3)2.0 2.0 (－0.1 m,0)解析 (1)平抛物体的初速度方向为水平方向，故应调节实验装置直到斜槽末端切线保持水平；每次让小球从同一位置由静止释放，小球滑下的高度相同才能保证每次平抛得到相同的初速度.(2)根据平抛运动规律h ＝12gt 2，x ＝v 0t 代入数据解得v 0＝1.2 m/s(3)由题图丙可知，从A 到B 和从B 到C ，小球水平方向通过的位移相等，故两段运动时间相同.由h BC －h AB ＝g (Δt )2可得Δt ＝0.1 s所以v 0＝x AB Δt＝2.0 m/s v By ＝h AC 2Δt＝2.0 m/s 则小球从抛出点运动到B 点时所经过的时间t B ＝v By g＝0.2 s ，故平抛运动初位置的水平坐标x ＝6×0.05 m －v 0t B ＝－0.1 m ，竖直坐标y ＝4×0.05 m －12gt B 2＝0，所以平抛运动初位置的坐标为(－0.1 m,0).。
5.3实验：研究平抛运动
白纸
请思考:5.如何在图纸上记录竖直方向？ 请思考:4.如何确定小球的出发点？ 请思考:3.如何记录平抛小球各点的位置？ 请思考:2.如何保证每次平抛的初速度大小相同？ 请思考:1.如何保证平抛初速度沿水平方向？
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 弧形槽,并使其末端保持水平; ②调整木板:用悬挂在槽口的铅垂 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 且靠近,固定好木板;
O
O
甲
乙
【例】
5、如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获 得 的 相片 的 一部 分 ，图 中 背景 方 格的 边 长为 5cm， g=10m/s2，并把这一部分放在图中的坐标系内，则： (1)小球平抛运动的初速度v0=___m/s； 1.5 0.1 (2)闪光的时间间隔____s；
O x
2.5 (3)小球过B点的速率vB=___m/s。 (4)抛出点在A点上方高度为 0.1625 h=_______m处。
D．小球每次通过相同的水平位移所用时间均不同
3、在做“研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施
不能减小误差？（ A ） A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽末端部分轨道必须水平 C．使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近 D．小球每次应从斜槽上同一高度释放
4、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，甲、乙两同学 得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出: 斜槽末端不水平 甲的实验错误是________________________. 每次释放小球的高度不同 乙的实验错误是________________________.
y
实验目的：
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 - 学生版
5.3实验：研究平抛运动课堂讲解：一．实验目的1、能根据运动轨迹分析实验数据，求出平抛物体的初速度。
二．实验原理1、运用平抛运动的规律：水平方向：0x v t =，竖直方向：三．实验器材斜槽、小球、铁架台、方木板、重锤和细线、米尺和三角板、铅笔、坐标纸、图钉四．实验步骤1、用图钉把坐标纸钉在竖直的方木板上。
如果木板不铅直将影响球的飞行，可能相撞或摩擦，因此要用铅锤线校准。
2、在紧靠木板的左上角固定斜槽。
固定斜槽时要使其末端 ，确保小球飞出作 ，可将小球置于平轨部分，若球平衡即可。
3、确定小球飞出时的初始位置即坐标原点O ，并过O 用铅锤线描出竖直线即y 轴。
坐标原点（即小球做平抛运动的起点）是球在槽口时其球心在竖直纸板上的水平投影点O ，即O 点在水平槽口端点正上方r 处。
4、把事先做好的带孔的卡片用手按在竖直木板上，调节卡片位置，使槽上滚下的小球正好从卡片孔穿过，用铅笔记下小球穿过孔时的位置。
小球每次应在 从斜槽上由 开始滚下，在斜轨上释放小球不宜用手指，而要用斜槽上的球夹或挡板（如尺子），这样做重复性好，能确保每次的 相同。
5、取下白纸，以O 点为原点再画一条水平向右的x 轴（与υ0方向相同）。
6、根据记下小球穿过孔的一系列点的位置，画出平滑曲线即为小球做平抛运动的轨迹。
五．数据处理1、计算平抛物体的初速度：在曲线上（轨迹上）选取距O 点远些的点测出它们的坐标（x ，y ），填入表中来计算球的初速度，最后取平均值。
六．实验结论平抛实验中小球作平抛运动轨迹是 线，其平抛初速度 。
七．注意事项1、安装斜槽时，其末端切线要保证水平，否则会造成小球并非做平抛运动，测量的数据不准确。
2、建立直角坐标系时，斜槽末端端口位置并不是坐标原点(实际上应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点)。
3、小球每次从槽上开始滚下的位置应相同，使得平抛初速度相同。
八．利用水平方向等距三点求平抛运动的初速度和抛出点坐标。
步骤：课堂巩固练习：1．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2（多选）．在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作合理的( )A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B．选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹3．在研究平抛运动实验中，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4．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5（多选）．下列哪些因素会使“探究平抛物体的运动”实验的误差增大( )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6（多选）．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．只要测出相邻三照片上小球的距离，就能判断平抛运动的特点B．只要测出相邻三照片上小球的水平距离，就能判断平抛运动在水平方向上运动特点C．只要测出相邻三照片上小球的竖直距离，就能判断平抛运动在水平方向上运动特点D．只要测出相邻三照片上小球的竖直距离，就能判断平抛运动在竖直方向上运动特点7（多选）．在做“探究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹．下面列出了一些操作要求，将正确的选项前面的字母填在横线上________．A．调节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8．某同学做平抛物体运动的实验时，用带孔的硬纸卡来确定小球位置，如图所示，下面实验步骤正确的排列顺序是__________．A．把钢球从斜槽上的某点释放，它飞出后开始做平抛运动，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰从小孔中央通过，然后对准孔中央在白纸上记下一个点B．把小球放在斜槽末端，以球心位置作为平抛运动起点O，在白纸上标出O点位置C．取下白纸，在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平线OxD．用光滑曲线把记录到小球通过位置的若干点连接起来，得到平抛运动的轨迹E．从斜槽上相同位置释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点F．在轨迹上取几个不同的点，测出它们的坐标x和y，利用g值，求出初速度再取平均值G．利用重锤线画出竖直线OyH．把白纸用图钉固定在竖直木板上，把小球放在斜槽末端水平部分，调整到小球不滚动，再固定斜槽9．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25 cm，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球的初速度的计算公式为v0＝__________(用L、g表示)，其值是__________(取g＝9.8 m/s2)．10．利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图甲所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断：MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点与木板间的距离OO′＝h(h>L)．(1)电热丝P必须置于悬点正下方的理由是_____________________________________.(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的C点，O′C＝s，则小球做平抛运动的初速度v0为________．(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间的夹角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，得到如图乙所示图象，则当θ＝30°时，s为________m.11．在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置．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；又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，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x＝10.00 cm，A、B间距离y1＝5.02 cm，B、C间距离y2＝14.82 cm.请回答以下问题(g＝9.80 m/s2)(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)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝________.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0＝________ m/s.课后作业：1（多选）．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的竖直坐标答案CD2（多选）．(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．停表B．坐标纸C．天平D．弹簧秤E．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滚下B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端可以不水平D．为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．为了比较准确地找出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点都连接起来3．两个同学根据不同的实验条件，进行了“研究平抛运动”的实验：(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____________________________________________．4．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________________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．5．(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．如图所示为研究平抛运动的实验装置，现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一个小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面．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(2)做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动一段时间后着地．一架相机通过多次曝光，拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片，如图所示(虚线为正方形格子)．已知汽车长度为3.6 m，相邻两次曝光的时间间隔相等，第三个像是刚好着地的时刻，由照片可以推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为________m/s，高台离地面的高度为________m．(取g＝10 m/s2)6. 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()7．如图所示，用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利用该实验器，一方面能测弹簧的劲度系数，另一方面可测量小球做平抛运动的初速度．(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________________和________________，然后由公式________________求出k的平均值．(2)使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端压到________(选填“同一”或“不同”)位置．然后分别测出小球几次飞出后的________________和________________，再由公式________________求出初速度的平均值．8．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，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．完成下列填空：(重力加速度取10 m/s2)(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|＝________m，|y1－y3|＝________m，|x1－x2|＝________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________s，小球抛出后的水平速度为________m/s.9. 在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示，则(1)求小球平抛运动的初速度的计算式(用L、g表示)，其值是多少？(2)a点是平抛小球抛出点的位置吗？如果不是，那么抛出点的位置怎样确定？。
5.3实验：研究平抛运动
高中物理 必修二 平抛运动 王老师讲义5.3第五章曲线运动第三节 实验：研究平抛运动1、如何判断平抛运动的轨迹是否为抛物线？① 在某物体做平抛运动的轨迹曲线上，以抛出点为坐标原点建立直角坐标系。
② 那么在X 轴上做出等距离的几个点及轨迹上对应的各点，用刻度尺测量各点的x 、y 两个坐标。
③ 方法1 代数运算法： 把x y 值带入y=ax 2，求出a 的值，在误差允许的范围内是一个常数。
即可判断物体的轨迹是否为抛物线。
④ 方法2 图像法：建立y-x 2坐标系，计算出对应的y 和x 2的值，在y-x 2坐标系中描点连接各点看是否在一条直线上，该直线的斜率即为a 的值。
二、怎样计算平抛物体的初速度？ 1、已知轨迹和抛出点：以抛出点为原点坐标，水平方向为x 轴，竖直向下为y 轴，建立平面直角坐标系。
用刻度尺测量出某一点的坐标x y ，根据平抛运动水平方向是匀速直线运动， 竖直方向是自由落体运动，（图1）即 x=v 0t y=21gt 2所以 v 0=tx=x h g 2Oyxy 3）2、已知轨迹和竖直轴（或水平轴）但不知抛出点：应用此种方法进行求解，要注意观察所给的几个点是否为连续相等时间，若满足此条件，则可以应用匀变速运动的基本规律Δy=gt 2求到时间t ，再根据x=v 0t 求解v 0。
例如：一个同学做“研究平抛物体运动”的实验，只在纸上记下重垂线y 的方向，忘记在纸上记下坐标原点位置，并只在坐标纸上描出平抛物体的后一部分轨迹，如图所示，依此图再加一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度？方法1：在轨迹上取三点A 、B 、C ，使得x AB =x BC =Δx ，过A 、B 、C 三点做三条水平线，测出A 、B 两点间竖直距离为y 1，A 、C 两点间竖直距离为y 2，根据以上数据就可以求出v 0了。
设相邻两点间的时间间隔为t ， y 2则 y 2 - y 1=gt 2①又 Δx=v 0t ②由①②解得v 0=Δx12y y g -方法1例题1 某同学在做研究平抛运动的实验时，忘记记下小球的抛出点，右图中的A 点为小球运动一段时间后的位置，他便以A 点为坐标原点，建立了水平方向和竖直方向的坐标轴，得到如图2所示的图像。
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。
5.3实验：研究平抛运动
3、描迹法 、
(实验室最常用的一种方法 实验室最常用的一种方法) 实验室最常用的一种方法
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二、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
量出M1-M4的横、纵坐标，代入y=ax2,求出a， 如果a都相同，则轨迹是抛物线。
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三、平抛运动的初速度
x=v0t
1
1 2 y= g t 2
△y=y2-y1=gT2 l=v0T
测出x,y可求出v0。
2
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四、平抛运动任一时刻的竖直速度
1
2 y=v g
2 yቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
l=v0T vMy=(y1+y2)/2T
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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， 、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。 使轨道的抛射端处于水平位置。调节调平螺 观察重垂线或气泡水准， 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。 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， 、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， 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 轴在水平方向上， 坐标 轴在水平方向上，纵坐标 轴沿竖直方 向向下(若用白纸 若用白纸， 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 坐标轴线)， 、 坐标轴线 平抛物体(钢球 的质心(即球心 离开轨道处。 钢球)的质心 即球心)离开轨道处 平抛物体 钢球 的质心 即球心 离开轨道处。 ks5u精品课件
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（５）每次从同一高度无初速释放小球。 每次从同一高度无初速释放小球。
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。
实验：研究平抛运动
5.4 实验：研究平抛运动【教学目标】知识与技能1.掌握平抛运动在竖直方向的运动特点。
2.掌握平抛运动在水平方向的运动特点。
过程与方法探究过程，体会平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。
情感态度与价值观设计平抛运动的轨迹，体会实验的步骤和艰辛。
【教学重点】平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。
【教学难点】描绘平抛运动的轨迹。
【课时安排】1课时【教学过程】引入新课复习旧知1.平抛运动是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。
2.平抛运动的规律我么今天就用实验的方法研究平抛运动。
新课讲解一、探究平抛运动物体在竖直方向的运动规律①猜测平抛运动的轨迹是一条曲线，且沿这条曲线越往下，曲线的切线方向越趋近于竖直方向，物体的速度方向也越来越趋近于竖直方向，如图所示，图中θ2＜θ1。
由运动的分解不难得知，物体经过A、B两位置时竖直方向的分速度大小关系为v2y＞v1y。
所以，物体在竖直方向的初速度为零且做加速运动，结合物体竖直方向只受重力作用这一因素，我们不难做出这样的猜测：平抛运动物体在竖直方向的分运动是自由落体运动。
2② 实验 按图所示操作实验，如果小球A 确实如猜想的那样竖直方向做自由落体运动，那么A 、B 两小球在空中运动的时间应该相等，同时下落，同时着地。
仔细观察（不仅用眼看，更要用耳仔细听）可以得知，不管小球距地面的高度为多大，也不管小锤击打金属片的力度多大（小锤击打金属片的力度越大，A 小球水平抛出的初速度越大），两小球每次都是同时落地。
③ 结论 上述实验中，两小球每次都是同时落地，这说明两小球在空中运动的时间相等，也就说明了平抛运动物体在竖直方向的分运动是自由落体运动。
二. 探究平抛运动物体在水平方向的运动规律① 思路 要想知道平抛运动物体在水平方向上运动的特点，关键在于找到物体的水平位移随时间变化的规律。
因此，我们可测量几段相等时间间隔内物体在水平方向上的位移，找出其特点，看看这些位移是否相等。
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。
5.3实验：研究平抛运动
5.3 实验：研究平抛运动 :1、能描出平抛运动的轨迹，知道实验原理、步骤及注意事项，会判断平抛运动的轨迹2、会计算平抛运动物体的初速度，能掌握描迹法、频闪照相法、对比法等探究实验【考点分类】考点1 研究平抛运动性质的方法1、平抛运动性质的研究方法可用对比实验法、频闪照相法等进行。
频闪照相是指每隔一段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。
它可以精确描述物体的运动情况。
（1）通过对同一时刻两小球位置的对比可知，在任一个相同时间内下落的位移是相等的，即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动（2）测量相邻间的水平距离，结果发现任意两个相邻间的水平距离相等，说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动考点2 平抛运动轨迹的描绘利用描迹法描绘平抛运动到轨迹1、安装调平：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、建立坐标系：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向下的直线作为y 轴，画出水平向右的x 轴3、确定球的位置：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、描点得轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下得一系列点用平滑得曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹。
考点3 实验数据处理及误差分析1、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——F E D C B A ,,,,,,用刻度尺、三角板测出它们的坐标（y x ,），并记录在表格中，已知g 值，利用公式221gt y =和t v x 0=，求出小球做平抛运动的初速度0v ，最后算出0v 的平均值2、验证轨迹是抛物线：抛物线的数学表达式为2ax y =，将某点（如B 点）的坐标（y x ,）代入上式求出常数a ，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线3、误差来源：（1）安装斜槽时，其末端切线不水平，造成小球并非做平抛运动，测量的数据不准确（2）建立直角坐标系时，误以为斜槽口末端端口位置为坐标原点（实际上应以末端端口上的小球球心在木板上的投影点为坐标原点）（3）量取轨迹上各点坐标时不准确考点4 实验创新设计在基本实验原理的基础上所设计的创新实验，在方法和操作上有较大的改进或创新，但所依据的仍是运动的分解及分运动的与合运动的等时性、独立性、且时间均由竖直方向上的位移数据经2∆得s=gt 出。
高中物理 5.3 实验：研究平抛运动课件 新人教版必修2
1.能够描出平抛运动物体的轨迹。
2.能够判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3.能够求出平抛运动物体的初速度。
一
二
三
四
一、实验原理
平抛运动可看作两个分运动的合成:一个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。则水平方向 x=v 0t,竖直
方向 y=
1
2, 令小球做平抛运动,
个小球从轨道A射出,并在射出时撞开碰撞开关S,使电磁铁E断电释
放它吸着的小球。
②让电磁铁E从N向M移动,调整它的位置,多次重复以上步骤。
我们看到两个小球每次都发生相碰,因此可以得出两个小球在竖
直方向的运动情况相同的结论,即平抛运动在竖直方向上的分运动
是自由落体运动。
一
二
三
四
2.轨迹研究法
描出平抛运动的轨迹,建立起水平、竖直方向的直角坐标系,通
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。
类型一
类型二
类型三
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,
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用刻度尺将点连成折线
类型一
类型二
类型三
解析:通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运
动,故A正确;因为要画同一运动的轨迹,每次释放小球的位置必须
相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,故B错误,C正确;记
录小球经过不同高度的位置时,每次不必严格地等距离下降,故D错
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。
高中物理 必修二 3 实验：研究平抛运动
（4）描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使 卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽 上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。
用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白 纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。
保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑， 用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
3.平抛运动在竖直方向做自由落体运动。
21
解析：由自由落体运动规律，
Δy=gt2=2×0.05=0.1 m 所以t=0.1 s
x=v0t
所以
v0
=
x 3 0.05m t 0.1s
vBy
= (y1 y2 ) 8 0.05m =2
2t
0.2s
m/s
=1.5 m/s
vAy = vBy –gt = 2 m/s-1 m/s=1 m/s
27
5.在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的 纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25 cm，若小球在平抛运 动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则 小球平抛的初速度的计算式为v0＝＿2＿g＿l ＿ (用l、g表示)，其值是___0_._7_0__m_/_s___ (g取9.8 m／s2)。
观察结果:两球同时落地 【实验结论】： 平抛运动竖直方向的运动 是自由落体运动 。
观察实验，你能得 出什么结论？
6
探究三、描绘平抛运动的轨迹 探究思路：
怎样才能描绘出平 抛运动轨迹？
1.创造条件得到一个平抛运动。
2.在平抛运动的轨迹上找到一些点并记录下来。
3.利用记录下来的点描出平抛运动的轨迹。
4.进一步研究这种运动轨迹，分析平抛运动规律
高中物理 第五章 曲线运动 第3节 实验：研究平抛运动(含解析)
第3节实验：研究平抛运动一、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。
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实验：研究平抛运动
第三节实验：研究平抛运动教学设计
【教材和学情分析】
一、教材分析
《平抛物体的运动》这节内容编排在学生学习了直线运动的规律和牛顿运动定律及《曲线运动》和《运动的合成与分解》这两节内容之后，它既符合学生由易到难，由简到繁的认识规律，又保持了知识的结构性、系统性。
二、学情分析
1、高一学生认识事物的特点是：已经开始习惯抽象逻辑思维，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的来支持。
2、学生在没有学习本节知识之前，已经知道了牛顿运动定律、曲线运动、运动的合成与分解等概念和方法，但没有亲身体验过如何来具体的研究曲线运动。
本节课主要采用实验探究的教学模式，逐步引导学生认识事物的本质。
学生通过对实验中种种问题的探究，掌握科学认识物理规律的方法。
【教学目标】
1、知识与技能
（1）能描出平抛运动的轨迹。
（2）会计算平抛物体的初速度。
（3）结合运动分解的知识，明确两个分运动的特点。
（4）知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法；
2、过程与方法
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；体会并理解在平面上应用牛顿定律的方法
3、情感、态度价值观
（1）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，激发学生学习兴趣和求知的欲望；
（2）鼓励学生去创新和实践，提倡多动脑、动手的创新精神，激发学生创新意识，培养学生创新意识和创新品德；
【教学重点】
平抛运动轨迹的描绘。
【教学难点】
判断平抛运动的轨迹是不是抛物线以及计算平抛物体的初速度。
【教学方法】
自主学习与实验探究相结合，加深对平抛运动的感性认识。
【教学准备 】
实验器材：斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。
多媒体：多媒体课件、电子白板、Excel 软件、摄像头等。
【课时安排】1课时 【 教学流程】
【教学过程】 一、引入新课
提问：飞机投弹如何才能准确击中目标呢?
平抛运动在空中一瞬即逝，优美的曲线随即成为历史，没有留下什么具体的可供操作的
东西，无法研究平抛运动。
要详尽研究平抛运动的特点，必须先得到其运动轨迹。
引入新课。
设计意图：游戏激发学生的学习兴趣。
与实验
二、新课教学
展示学习目标及实验探究点(认真阅读教材并结合实验室实际情况选择合适的实验器材和研究方法)
探究点1、如何获得平抛运动的轨迹？
探究点２、如何确定轨迹是否为抛物线？
探究点３、如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度
（一）、如何获得平抛运动的轨迹？
平抛运动演示仪
1、师生交互认识实验器材:
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。
实验装置如图。
2.师生互动设计实验方案。
利用多媒体功能解决学生器材和设计上的难点，顺利设计出实验方案。
设计意图：利用多媒体的强大功能，师生互动，更好的帮助学生认识器材，学会使用器材。
3、学生分组实验
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,并使其末端保持水平;
②调整木板:用悬挂在槽口的铅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且靠近,固定好木板;
③确定坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴;
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描绘运动轨迹: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,用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点.
注意事项：
1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但
不接触；
2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；
3、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。
（二）、如何确定轨迹是否为抛物线？(认真阅读教材，按照以下步骤进行操作)
设计意图：利用Excel 中的数据处理功能分析数据，辅助理解，体验成功。
实验的理论探究：
1、轨迹上各点坐标应该满足 y = a x 2
2、取一点M 的坐标代入方程可求出a 值
3、再在轨迹上任取其它的一些点，量出坐标代入方程，求出不同的点是a 看看是否一样，若各组的a 值差不多，则说明轨迹是一条抛物线。
请同学们完成下面表格，验证a 值：
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。
实验误差来源
1、如何保证小球的运动是平抛运动？
2、如何保证小球每一次都以相同的速度水平抛出？
3、如何确定小球平抛的初始位置？
4 、小球受空气阻力
展示学生实验结果，对比分析。
设计意图：利用摄像头展示学生实验描点结果，对比分析，展示优秀，提出不足。
（三）、如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度？
实验的理论探究：
1、在轨迹上取一个点量出它的水平位移x和竖直位移y
2、由y=gt2/2求出时间
3、由v
=x/t求出初速度
三、小结
1、巩固了平抛运动的知识；
2、掌握了获取平抛运动轨迹的方法；
3、探究了研究平抛运动规律的方法；
4、体验到了科学的研究问题的方法。
四、作业
1.见课本练习1、2题和导学案中“练一练”和“选一选”。
2.课下设计其他实验方案
五、板书设计
第三节实验：研究平抛运动教学设计
（一）、如何获得平抛运动的轨迹？
（二）、如何确定轨迹是否为抛物线？
（三）、如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度？
1、由y=gt2/2求出时间
2、由v
=x/t求出初速度。