高中物理实验研究平抛运动

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2022年人教版高中物理必修二第五章抛体运动第3节实验：探究平抛运动的特点

3．实验：探究平抛运动的特点一、实验目的1．会用实验的方法研究平抛运动的两个分运动。

2．学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。

3．根据平抛运动的轨迹求平抛初速度。

二、实验思路1．把复杂的曲线运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动。

2．平抛运动的分解方法：(1)平抛运动的特点物体是沿着水平方向抛出的，在运动过程中只受到竖直向下的重力作用。

(2)分解方法分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。

实验方案方案一：分别研究水平和竖直方向分运动的规律1．探究平抛运动竖直分运动的特点：【实验步骤】(1)如图，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。

(2)观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。

(3)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，记录实验现象。

【数据收集与分析】根据A球与B球落地时间的先后，得出平抛运动竖直分运动的规律。

2．探究平抛运动水平分运动的特点：【实验步骤】(1)如图，钢球在斜槽M中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动(实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上)。

(2)钢球飞出后，落到挡板N上，在白纸上记录钢球此时的位置。

(3)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。

(4)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。

【数据收集与分析】根据平抛运动的轨迹，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。

方案二：利用频闪照相法探究平抛运动的特点1．实验原理：数码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，便得到小球的运动轨迹，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上小球位置间的水平距离和竖直距离，就很容易判断平抛运动在水平方向和竖直方向的运动特点。

2．数据处理：(1)建立以抛出点为坐标原点，以小球水平抛出时的初速度方向为x轴正方向，以竖直向下为y轴正方向的直角坐标系。

高中物理必修二---实验：研究平抛运动

第3节实验：研究平抛运动一、实验目的1．用实验的方法描出平抛物体的运动轨迹．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、实验原理1．用描迹法逐点画出小球平抛运动的轨迹．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 ＝ax 2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 ＝v 0t ，y ＝12gt 2得初速度v 0＝x g 2y．三、实验器材斜槽、坐标纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台．四、实验步骤1．安装调整斜槽将坐标纸用图钉钉在竖直的木板的左上角，如图所示，用平衡法调整斜槽末端水平，直到将小球轻放在斜槽的平直部分的末端，能使小球在平直轨道上的任意位置静止即可．2．调整木板，确定坐标原点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运动轨迹所在平面平行靠近，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 ，用铅笔在纸上把这个点记下来，O 点即为坐标原点，再利用重垂线画出通过O 点的竖直线．3．确定球的位置使小球由斜槽某一位置无初速度滚下，离开水平槽后做平抛运动．先用眼睛粗略确定小球的运动轨迹，然后使小球从同一位置无初速度滚下，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．建坐标系，描绘轨迹取下坐标纸，以过O 点的竖直线作为y 轴，过O 点的水平线作为x 轴，最后将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的轨迹．五、数据处理 1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图所示，在x 轴上作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3、…，把线段OA 1的长度记为l ，则OA 2＝2l ，OA 3＝3l ，由A 1、A 2、A 3、…向下作垂线，与其轨迹交点分别记为M 1、M 2、M 3、…，若轨迹是一条抛物线，则各点的y 坐标和x 坐标之间应该具有y ＝ax 2的关系(a 是待定常量)，用刻度尺测量某点的x 、y 两个坐标值代入y ＝ax 2求出a ．再测量其他几个点的x 、y 坐标值，代入y ＝ax 2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线．2．计算平抛物体的初速度(1)已知轨迹和抛出点以抛出点为坐标原点，水平方向为x 轴，竖直向下为y 轴，建立平面直角坐标系． ①在轨迹曲线上任取A 、B 、C 、D 、E 、F 六个不同点．②用刻度尺分别测出它们的坐标x 和y ．③根据坐标值，代入公式v 0＝x t ＝x g 2y，分别计算小球的初速度v 0，并计算其平均值． (2)已知轨迹和竖直轴或水平轴，不知抛出点①在轨迹曲线上取三点A 、B 、C ，使x AB ＝x BC ＝x ，如图所示．②用刻度尺分别测出y A 、y B 、y C ，则有y AB ＝y B －y A ，y BC ＝y C－y B ． ③根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则物体从A运动到B 和从B 运动到C 的时间相等，设为T ；竖直方向由匀变速直线运动推论有：y BC －y AB ＝gT 2，且v 0T ＝x ．由以上两式得：v 0＝xg y BC －y AB ．六、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．七、注意事项1．实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是：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，看其是否有明显的运动倾向)．2．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．小球每次必须从斜槽上同一位置滚下．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，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜．6．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．实验原理和数据处理图甲是“研究平抛运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．(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．每次小球释放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，图乙中y－x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________．(3)图丙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两点竖直坐标y1为5．0cm、y2为45．0 cm，A、B两点水平间距Δx为40．0 cm．则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60．0 cm，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/s2)．[思路点拨] (1)明确实验条件和平抛运动轨迹特点，平抛运动初速度要水平，运动轨迹是平滑的曲线；(2)写出y－x2的函数关系式即可判断；(3)应用平抛运动在竖直方向做自由落体运动求出时间，再根据水平方向做匀速直线运动求出初速度，再求出小球在C点对应的竖直分速度，运用速度的合成即可求解合速度．[解析](1)要保证小球从斜槽末端水平抛出，则斜槽末端必须水平；要保证小球每次抛出的速度都相同，则小球必须从同一高度由静止释放，故选项a 、c 符合要求，选项b 错误．平抛运动的轨迹应为平滑曲线，故选项d 错误．(2)由平抛运动规律可得，竖直方向：y ＝12gt 2，水平方向：x ＝v 0t ，则y ＝12·g v 20·x 2，即y ∝x 2，故选项c 正确．(3)根据图线数据，利用运动规律分析由平抛运动可得y 1＝12gt 21，y 2＝12gt 22 解得t 1＝0.1 s ，t 2＝0.3 s ，故初速度v 0＝Δx t 2－t 1＝2.0 m/s C 点在竖直方向的分速度v 2y ＝2gy 3则C 点的速度v C ＝v 20＋v 2y ＝4.0 m/s. [答案] (1)ac (2)c (3)2.0 4.0平抛运动的初速度和抛出点的求解一个同学在“研究平抛物体的运动”实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离x 相等的三点A 、B 、C ，量得x ＝0．2 m ．又量出它们之间的竖直距离分别为h 1＝0．1 m ，h 2＝0．2 m ，利用这些数据，可求得：(g 取10 m/s 2)(1)物体抛出时的初速度为________ m/s ；(2)物体经过B 点时竖直分速度为________ m/s ；(3)抛出点在A 点上方的高度为________m 处．[解析] (1)在竖直方向上，由Δy ＝gT 2得h 2－h 1＝gT 2，解得时间间隔T ＝0.1 s在水平方向上，由x ＝v 0T解得初速度v 0＝2 m/s.(2)B 点是A 到C 过程中时间的中点，则竖直方向上AC 段的平均速度即为B 点的竖直分速度，有v By ＝v ACy ＝h 1＋h 22T ＝0.1＋0.22×0.1m/s ＝1.5 m/s. (3)法一：设抛出点与B 点的竖直高度为H ，则H ＝v 2By 2g ＝1.522×10m ＝0.112 5 m故抛出点到A 点的竖直高度H A ＝H －h 1＝0.012 5 m.法二：由v y ＝gt 知v By ＝gt B 则物体由抛出点运动到B 点所用的时间t B ＝1.510s ＝0.15 s 则物体由抛出点运动到A 点所用的时间t A ＝t B －T ＝0.05 s可得抛出点在A 点上方的高度h A ＝12gt 2A＝0.012 5 m. [答案] (1)2 (2)1.5 (3)0.012 5(1)由于平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，所以有关自由落体运动的几个推论在实验数据处理中可以使用．(2)题给的A 点不是抛出点时，用Δy ＝gT 2处理竖直方向的问题较为简单．实验改进与创新某同学设计了一个探究平抛运动的规律的实验，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P 0P 0′、P 1P 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．(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________________________________________．每次让小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)在图中绘出小球做平抛运动的轨迹．[解析] 平抛运动可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．实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平、A板水平且其上插槽与斜槽中心轴线垂直、B 板竖直；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保持小球每次水平抛出的初速度相同；每次将B板向内侧平移距离d，是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同．[答案](1)斜槽末端水平、A板水平且其上插槽与斜槽中心轴线垂直、B板竖直保持小球每次平抛时初速度相同(2)保持相邻痕迹点的水平距离大小相同(合理即可)(3)如图所示(1)本实验中，把小球的平抛运动的轨迹由纸面内转换到垂直纸面的平面内．(2)B板每向右平移距离d，同时向纸面内侧平移距离d，使转换具有等效性．1．(多选)在做“研究平抛运动”的实验时，下列说法正确的是( )A．安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直B．安装有斜槽的木板时，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．实验的目的是描绘出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律解析：选ACD.安装有斜槽的木板时，必须使斜槽末端切线水平，使木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出小球的运动轨迹，A正确，B错误；小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球初速度不变，C正确；由实验目的可知，D正确．2．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解析：选C.两球总是同时落地，说明两球竖直方向的分运动相同，均做自由落体运动，不能说明水平方向的运动情况．C正确．3．(多选)下列哪些因素会使“研究平抛运动”的实验的误差增大( )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，在曲线上选取的点离原点O较远解析：选BC.从本实验的实验目的来看，就是要“描绘出平抛物体的运动轨迹，并求出平抛物体的初速度”，有的同学认为如果小球与斜槽之间有摩擦，小球离开斜槽末端的平抛初速度比光滑斜槽的小，而错选了A项．实验中要求“应使小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下”，目的是保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等．因此只要保证小球每次从斜槽上由静止滚下的初始位置相同，平抛时的初速度就相同，小球与斜槽之间有摩擦，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，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，得v0＝x g2y.其中x、y均由刻度尺进行测量，进行计算时选取的点距抛出点O越远，x、y值就越大，误差越小．4．(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解析：选BD.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错误；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强，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． 5．(多选)在研究平抛运动的实验中，某同学只记录了小球运动途中的A 、B 、C 三点的位置，取A 点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，g 取10 m/s 2，下列说法正确的是( )A ．小球抛出点的位置坐标是(0，0)B ．小球抛出点的位置坐标是(－10，－5)C ．小球平抛的初速度为2 m/sD ．小球平抛的初速度为1 m/s解析：选BD.在竖直方向，据Δy ＝gT 2得(0.4－0.15)－0.15＝gT 2，解得T ＝0.1 s ，故v 0＝（0.2－0.1）m 0.1 s＝1 m/s ，选项D 正确．设抛出点离A 点的水平距离和竖直距离分别为x 、y ，小球从抛出点运动到A 点所用的时间为t .在竖直方向有：y ＋0.15 m ＝12g (t ＋T )2，y ＋0.4 m ＝12g (t ＋2T )2，解得t ＝0.1 s ，y ＝0.05 m ＝5 cm.在水平方向有：x ＝v 0t ＝1×0.1 m ＝10 cm.因此，抛出点的坐标为(－10，－5)，选项B 正确．6．(多选)“嫦娥三号”探月卫星的成功发射，标志着我国航天又迈上了一个新台阶．假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分．已知照片上方格的实际边长为a ，闪光周期为T ，据此可以得出( )A ．月球上的重力加速度为a /T 2B ．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解析：选BC.由闪光照片可知，在竖直方向，在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；由小球在水平方向做匀速运动可得3a ＝v 0T ，解得v 0＝3a T ，选项B 正确；小球在平抛出后第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 20＋v 2y ＝45a T，选项D 错误． 7．在研究平抛运动的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线y 的方向，但忘了记下平抛的初位置，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 ′＝x 1，BB ′＝x 2，以及AB 的竖直距离h ，用这些数据可以求得小球平抛时初速度为( )A ． g （x 22－x 21）2hB ． g （x 2－x 1）22hC ．x 1＋x 22g 2hD ．x 2－x 12g 2h 解析：选A.设平抛小球运动到A 点的时间为t ，抛出点到A 点的竖直高度为H ，运动到B 点的时间为t ＋Δt ，则有H ＝12gt 2，H ＋h ＝12g (t ＋Δt )2，x 1＝vt ，x 2－x 1＝v Δt 联立解得v ＝g （x 22－x 21）2h，故A 选项正确． 8．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．(1)在图甲上标出O 点及Ox 、Oy 轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(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v 0＝__________，根据图乙给出的数据，可计算出v 0＝__________m/s(g 取9.8 m/s 2)．解析：(1)如图所示，斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O 点，从O点作平行于铅垂线向下的直线为Oy 轴，再垂直于Oy 作Ox 轴．(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使轨道末端切线沿水平方向．(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位置无初速度滚下．(4)由于x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，故初速度v 0＝x g 2y，根据题图乙给出的数据，可计算出v 0＝1.6 m /s .答案：(1)见解析 (2)轨道末端切线沿水平方向 (3)使小球每次都从同一位置无初速度滚下 (4)x g 2y 1.69．两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_____________________________________．(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M、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．实验中观察到的现象是________________．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)题图甲是通过实验来验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动．现象为两球同时落地，说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．(2)题图乙是通过实验来验证平抛运动的小球在水平方向上做匀速直线运动．现象为P球击中Q球，说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．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10．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/ms 292．7 293．0 292．8 292．9d/cm 21．7 30．3 38．6 46．4(1)0关系，与________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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________．(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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________．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．答案：(1)正比时间(2)重力加速度取值不正确(3)光电门传感器置于槽口的内侧。

高中物理必修二课件-5.3 实验：研究平抛运动4-人教版

实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
思考讨论
若某位同学忘记记录出发点，还可以计算出发点的初速度吗？
实验：研究平抛运动
课堂练习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，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出：甲实验错误的是 _斜_ _槽_ _底_ _部_ _不_ _水_ _ 平_ _ _ 乙实验错误的是 _ 小_ _ _球_ _从_ _斜_ _面_ _的_ _不_ _同_ _位_ _置_ _释_ _放_ _
实验：研究平抛运动
概念介绍实验器材实验演示注意事项
课堂小结
研究平抛运动的轨迹课堂练习
人教版高中《物理》（必修二）
第五章第3节：《实验：研究平抛运动》
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
问题导入我们通过什么方法来获得平抛运动的轨迹呢？
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
概念介绍
描绘平抛运动的轨迹有很多方法，现我们介绍其中的几种：
细水柱法
实验：研究平抛运动
频闪照片法
பைடு நூலகம்
平抛演示仪法
实验：研究平抛运动
实验器材
细水柱法
塑料水瓶、软木塞、导管、水、白纸、铅笔、刻度尺
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
实验演示
细水柱法
优点：制作简单缺点：水柱的质量小，空气阻力影响大，轨迹偏差较大
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
实验演示
频闪照片法
优点：小球体积小质量大，空气阻力影响较小，轨迹偏差小
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
实验器材

2023人教版新教材高中物理必修第二册5.3实验：探究平抛运动的特点学案及典型例题

5.3 实验：探究平抛运动的特点基础知识梳理一、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，物体只受作用的运动.2.平抛运动：初速度沿方向的抛体运动.3.平抛运动的特点：(1)初速度沿水平方向；(2)只受作用.二、实验：探究平抛运动的特点【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方向的分运动和方向的分运动.【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(如图所示)；(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位移和位移，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.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，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为运动.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.(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.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) 调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，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，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相等，平抛运动水平方向为运动.2.注意事项：(1)实验中必须调整斜槽末端的(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，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一直到达为宜.【参考答案】重力水平重力直线水平竖直平抛自由落体自由落体平行上下坐标相等位移匀速直线切线水平竖直面内同一位置左上角右下角考点一：平抛运动概念、性质、条件、特征【例1】2022年2月15日，北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国选手苏翊鸣夺得冠军。

高中物理：实验研究平抛运动

(3)用刻度尺测量某点的 x、y 两个坐标，代入 y＝ax2 中，求出常量 a.
(4)测量其他几个点的 x、y 坐标，代入上式，看由各点坐标求出的 a 值是否相等．如果在误差允许范围内相等，就说明该曲线为抛物线．
2．计算平抛物体的初速度 (1)在确定坐标原点为抛出点的情况下，在轨迹曲线上任取几点(如 A、B、C、D)． (2)用刻度尺和三角板分别测出它们的坐标 x 和 y. (3)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，分别计算小球的初速度 v0，最后计算小球初速度 v0 的平均值．
实验：研究平抛运动
|实验基础·理一理| 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＝21gt2 得初速度 v0＝x· 2gy. 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．
[解析] (1)研究平抛运动时，钢球密度越大，体积越小，所受空气阻力越小，并且记录小球通过的位置越准确，A 正确；小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球的初速度不变，与钢球和斜槽间的摩擦无关，B 错误，C 正确；实验时必须使斜槽末端的切线水平，以确保小球水平飞出做平抛运动，D 正确．
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，将坐标纸上记下的一系列点，用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹．

高中物理实验(6)平抛运动 (共15张PPT)

=
��
=
0 .1 10
s=0.1 s,
1
=
2×0.1 0 .1
m/s=2 m/s。
��
(3)小球做平抛运动,在竖直方向上有 y=2gt2, 水平方向上有 x=v0t,解得 y=2�� 2 x2, 则 y-x2 图象的斜率 k= 解得 v0=
6.注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是将小球放在斜槽末端任一位置,看其是否能静止)。 (2)方木板必须处于竖直平面内,要用重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滚下。 (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,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。 (6)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。
考点1
考点2
考点3
考点2实验数据处理典例6
某物理兴趣小组做“研究平抛运动”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,拍摄到如图所示的照片,已知每个小方格边长10 cm,当地的重力加速度g取10 m/s2。其中C点处的位置坐标已被污迹覆盖。
考点1
考点2
考点1
考点2
考点3
(2)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0 B.释放小球的初始位置不同 C.斜槽末端切线不水平
乙
丙
(3)图丙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。
考点1
考点2
考点3
解析: (1)题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点,所以坐标原点也应选为球的上端,选B。斜槽轨道不必光滑,A错;记录的点适当多一点,以便更准确地描出平抛轨迹,B对;为比较准确地描出小球运动的轨迹,将这些点平滑连接起来,C错;用重垂线确定y轴方向,D对。 (2)由题图可知,小球做斜抛运动,所以斜槽末端没有水平放置,选C。 (3)A没有水流出,C随着液面降低,压力减小,水柱流速不断减小,C错,只有B 瓶内能维持相对稳定的气压,水柱流速稳定。选B。答案: (1)B BD (2)C (3)B

5.3实验：探究平抛运动的特点—【新教材】人教版高中物理必修第二册课件2

完成上述步骤，正确的实验顺序是_____________________．
说明了水平方向的运动是什么运动？能写出水平方向的速 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．
第五章第3节实验：探究平抛运动的特点
度与位移的表达式吗？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。
一、实验思路
平抛运动的轨迹是曲线，速度和位移的方向都在时刻变化，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。由于物体是沿水平方向抛出的，在运动过程中只受到竖直向下的重力作用，因此我们可以尝试将平抛运动分解成水平方向的分运动和竖直方向的分运动。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。
[例1]在“研究平抛物体的运动”的实验中：
(5)为了定量研究需要建立坐标系，坐标原点在哪里？第五章第3节实验：探究平抛运动的特点
5．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：
坐标轴如何确定？ (3)小球释放：小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下，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
知识梳理下面我们通过实验来探究物体做平抛运动的特点。
(3)能否同时记录小球在不同时刻的位置？如果需要多次实验才能记录多个时刻的位置，如何确保运动的同一性？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。在如图所示的实验中，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。 (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”)．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。 (3)根据两个方向的受力与运动情况，你认为平抛运动在两个方向上的分运动应是什么运动？ C．选用图丙装置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 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． (2)用什么方法记录小球的位置？ 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：如右图所示，用小锤打击金属片，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，这个实验说明( )

高中物理实验《研究平抛运动》实验报告单

实验步骤：
1.调整木板：调整支架螺丝，使面板竖直（重垂线与面板竖直刻度线平行）；
2.调节导轨：调节铝质导轨，使导轨末端水平（在导轨末端任意位置放小球不会滚动）；
3.压纸：将白纸边缘紧贴着面板的刻度线，上面叠放复写纸，再用塑料磁条压在面板上；
4.放球：从斜面导轨上同一位置，由静止释放小球，使钢球落在接球槽内；
3.用平滑的曲线拟合各个斑点；
4.用公式计算初速度。
位置
位移x（m）
位移y（m）
初速度
初速度的Байду номын сангаас均值
1
2
二、无抛出点的运动轨迹
在曲线上选取三个点A、B、C，使相邻点间的水平位移相等，并测出X，测出相邻点的竖直位移分别为和，相邻点的时间为T，由，求得。
三、实验结论与反思
1.测出小球平抛运动的初速度 =m/s.
5.印点：小球落点通过复写纸印在白纸上，注意区分落点与滚动印迹点；
6.移槽：将接球槽逐次下移（或上移），再次释放小球，便在白纸上打下一系列斑点；
7.重复：将白纸翻面再重复实验一次；
数据处理：
一、有抛出点的运动轨迹
1.取下白纸，沿边线绘出x轴和y轴；
2.测量各斑点到x轴的距离，记为y，到y轴的距离，记为x；填入表格；
四、整理实验仪器
高中物理实验报告单
实验名称
研究平抛运动
指导教师
实验日期
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。
实验器材：演示面板、铝质导轨、接球槽、钢球、重锤、塑料磁条、白纸、复写纸等。
实验原理：利用描迹法描出小球的平抛运动轨迹，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，求出小球的飞行时间，再利用公式，求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度如果轨迹是抛物线，则两坐标满足

(完整word)高中物理平抛运动实验

平抛运动实验【实验目的】(1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹．(2)根据平抛运动的轨迹求初速度．【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 ，根据 x ＝v 0t 、y ＝12gt 2得初速度v 0＝x g 2y.【实验器材】斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、铅垂线、三角板、铅笔及刻度尺【实验步骤】 (1) 安装器材与调平：将斜槽放在水平桌面上，其末端伸出桌面外，调节末端使其切线水平后固定．检查斜槽末端是否水平的方法：将小球放在斜槽末端水平轨道的任意位置，小球都不滚动，则可认为斜槽末端水平．精细的检查方法是用水平仪调整．(2)用图钉把坐标纸钉在木板上，让木板竖直固定，其左上方靠近槽口，用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，整个实验装置如图所示．用铅垂线把木板校准到竖直方向，使小球平抛的轨道平面与板面平行，保证在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变．(3)建立直角坐标系 xOy ：以小球做平抛运动的起点 O 为坐标原点，从坐标原点 O 画出竖直向下的 y 轴和水平向右的 x 轴．确定坐标原点 O 的方法是：把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时小球的球心在坐标纸上的水平投影点 O ，即为坐标原点(不是槽口端点)．(4)确定小球位置：让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下，从 O 点开始做平抛运动．先用眼睛粗略估计小球在某一 x 值处(如x ＝1 cm 或 2 cm 等)的 y 值，然后用铅笔尖指着这个位置，让小球从原释放处开始滚下，看是否与铅笔尖相碰，如此重复数次，较准确地确定小球通过的这个位置，并在坐标纸上记下这一点．(5)依次改变 x 值，用与(4)同样的方法确定小球通过其他各点的位置．(6)描点画轨迹：取下坐标纸，将(4)(5)中所描出的各点用平滑曲线连接起来，这就画出了小球做平抛运动的轨迹曲线(所画曲线可不通过个别偏差较大的点，但必须保持曲线平滑，不允许出现凹陷处)．【注意事项】(1)固定斜槽时，必须注意使通过斜槽末端点的切线保持水平，以使小球离开斜槽后做平抛运动．(2)木板必须处在竖直平面内，与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，使小球的运动靠近图纸但不接触．(3)在斜槽上设定位卡板，使小球每次都从定位卡板所确定的同一位置由静止开始滚下，以保证重复实验时，小球做平抛运动的初速度相等．(4)应在斜槽上适当的高度处释放小球，使小球能以适当的水平速度抛出，其运动轨迹由图板左上角到右下角，这样可以充分利用坐标纸，减小测量误差．(5)由平抛运动方程求小球平抛的初速度时，应选取在平抛运动轨迹上离坐标原点O 较远的点的坐标数据来进行计算，这样既便于测量又减小了误差．【数据分析】(1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线：如图所示，在x 轴上作出几个等距离的点A1、A2、A3、…，把线段OA1的长度记为l，则OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、M3、….若轨迹是一条抛物线，则各点的y 坐标和x 坐标应该具有y＝ax2的形式(a 是待定常量)，用刻度尺测量某点的x、y 两个坐标值，代入y＝ax2 求出a.再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线．(2)求小球平抛的初速度v0：①所描绘的轨迹曲线上选取A、B、C、D、E、F 六个不同的点，测出它们的坐标值．②将各点坐标值代入v0＝x g2y中，求出小球做平抛运动的初速度v0.③记录各点求得的初速度，最后算出初速度v0的平均值，并做好记录．【误差分析】(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，误以斜槽末端端口位置为坐标原点(实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不相同，使得平抛的初速度也不相同．(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，你认为正确的是（）A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次必须由静止释放小球C．固定白纸的木板必须调节成竖直D．每次释放小球的位置必须不同E．将小球经过不同高度的位置记录在纸上，取下纸后，用直尺将点连成折线(2)某学生在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动时的起点位置，O 为物体运动一段时间后的位置，取为坐标原点，平抛的轨迹如图所示，根据轨迹的坐标求出物体做平抛运动的初速度v0＝___________m/s.(取g＝10 m/s2)(3)在“研究平抛运动”实验中，用印有小方格的纸记录轨迹，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中的a、b、c、d 所示，则小球的平抛初速度的计算式为v0＝________(用L、g 表示)，其值是________，小球在b 点的速率为________．(取两位有效数字，g＝10 m/s2)。

高中物理精品课件：实验五探究平抛运动的特点

完成下列填空：(结果均保留2位有效数字) (1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为_1_._0_m/s，竖直分量大小为_2_._0_m/s；
小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，因此速度的水平分量大小为v0＝xt＝00..0055 m/s＝1.0 m/s；竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直
(2)计算平抛物体的初速度
情景 1：若原点 O 为抛出点，利用公式 x＝v0t 和 y＝12gt2 即可求出多
g
个初速度 v0＝ x 2y ，最后求出初速度的平均值，这就是做平抛运
动的物体的初速度.
情景2：若原点O不是抛出点
①在轨迹曲线上取三点A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如图所示.A到B与B到C的时间相等，设为T.
(3)本实验的目的是为了__A__. A.验证平抛运动的初速度不影响竖直方向
上速度的改变 B.验证平抛运动的初速度越大，物体移动的位移越大 C.验证平抛运动不受物体质量的影响 D.验证重力越大的物体，在做平抛运动时受空气阻力的影响更小
本实验把平抛运动与自由落体运动进行比较，主要目的是为了验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，平抛的初速度不影响竖直方向上速度的改变，A正确.
第四章曲线运动
实验五探究平抛运动的特点
目标 1.知道平抛运动的特点是初速度水平，只有竖直方向受重力作用.2.知道平抛运动轨迹是抛物线，要求会在实验中描绘其轨迹.3.会通过描绘的平抛运动轨迹计算物体的初速度.
3.实验过程 (1)安装、调整背板：将白纸放在复写纸下面，然后固定在装置背板上，并用重垂线检查背板是否竖直 . (2)安装、调整斜槽：将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查斜槽末端是否水平，也就是将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能静止在直轨道上的任意位置，则表明斜槽末端已调水平，如图.

物理实验平抛运动

物理实验平抛运动物理实验平抛运动平抛运动是高中物理实验中的一课，以下是小编整理的物理实验平抛运动，欢迎参考阅读！1、实验目的（1）探究平抛运动的特点．（2）描出平抛运动的轨迹．（3）根据描出的轨迹求出平抛运动的初速度．2、实验原理平抛运动可以看成两个分运动的合成；一是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度，另一个是竖直方向的自由落体运动，在粗略地确定的位置附近用铅笔较准确地确定出平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点坐标x和y，利用公式和就可以求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度．3、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．4、探究过程（1）竖直方向的运动规律如图所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球松开，自由下落，A、B两球同时开始运动，观察到两球同时落地，多次改变小球距地面的高度和打击力度，重复实验，观察到两球仍同时落地，这说明了小球A在竖直方向上的运动为自由落体运动．说明：实验中可通过耳朵听两球落地的声音是一声还是两声来判断是否同时落地．（2）水平方向的运动规律利用现有仪器装配图所示的装置，钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动．（3）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，把木块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，当小球恰好与笔尖正碰时，在白纸上依次记下这些点的位置．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．说明：①用平衡法检查斜槽末端是否水平，即将小球放在斜槽末端附近的平直轨道上，若能使小球在平直轨道上任意位置静止，就表明斜槽末端已调水平．②用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直．③小球每次必须无初速度地从槽上同一位置滚下．④坐标原点不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点．5、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求出小球平抛的初速度，并计算其平均值．6、注意事项（1）实验中必须保持斜槽末端水平．（2）要用重垂线检查木板、坐标纸上的竖线是否竖直．（3）小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下．（4）实验时，眼睛应注视运动小球，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．7、误差来源（1）安装斜槽时，其末端切线不平而产生误差．（2）建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点，实际上应是末端端口上的小球球心位置的投影点为坐标原点．（3）数据测量时测量不准确而产生误差．（4）确定小球位置不准确而产生误差．。

高中一年级人教版物理5[1].3实验：研究平抛运动

要点透析
例1、（上海卷）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。为了能较准确地描述运动轨迹，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 C E 。 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
题
g v0 x d 2 d1
注意事项 ①实验中必须保持斜槽末端水平． 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．
§5.3 实验：研究平抛运动
实验目的
1、用实验的方法描出平抛物体的运动轨迹； 2、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线； 3、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；
二、掌握实验原理；三、熟悉实验步骤及注意事项
一、了解实验器材 ①斜槽轨道 ②金属小球 ③坐标纸(或白纸) ④有孔卡片 ⑤平木板 ⑥铅笔 ⑦图钉4枚 ⑧ 刻度尺 ⑨竖直固定木板的支架⑩小铅锤二、掌握实验原理
典型例题
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
例2、(1995年全国)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.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初 2 gL 速度的计算式为v0＝______（用L、g表示），其值 0.7m / s 是______.（g取9.8 m/s2）

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）．。

高中物理-平抛运动实验

高中物理-平抛运动实验平抛运动实验【实验目的】(1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹．(2)根据平抛运动的轨迹求初速度．【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，根据x＝v0t、y＝12gt2得初速度v0＝xg2y.【实验器材】斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、铅垂线、三角板、铅笔及刻度尺【实验步骤】(1)安装器材与调平：将斜槽放在水平桌面上，其末端伸出桌面外，调节末端使其切线水平后固定．检查斜槽末端是否水平的方法：将小球放在斜槽末端水平轨道的任意位置，小球都不滚动，则可认为斜槽末端水平．精细的检查方法是用水平仪调整．(2)用图钉把坐标纸钉在木板上，让木板竖直固定，其左上方靠近槽口，用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，整个实验装置如图所示．用铅垂线把木板校准到竖直方向，使小球平抛的轨道平面与板面平行，保证在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变．(3)建立直角坐标系xOy：以小球做平抛运动的起点O为坐标原点，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴．确定坐标原点O的方法是：把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时小球的球心在坐标纸上的水平投影点O，即为坐标原点(不是槽口端点)．(4)确定小球位置：让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下，从O点开始做平抛运动．先用眼睛粗略估计小球在某一x值处(如x＝1cm或2cm等)的y值，然后用铅笔尖指着这个位置，让小球从原释放处开始滚下，看是否与铅笔尖相碰，如此重复数次，较准确地确定小球通过的这个位置，并在坐标纸上记下这一点．(5)依次改变x值，用与(4)同样的方法确定小球通过其他各点的位置．(6)描点画轨迹：取下坐标纸，将(4)(5)中所描出的各点用平滑曲线连接起来，这就画出了小球做平抛运动的轨迹曲线(所画曲线可不通过个别偏差较大的点，但必须保持曲线平滑，不允许出现凹陷处)．【注意事项】(1)固定斜槽时，必须注意使通过斜槽末端点的切线保持水平，以使小球离开斜槽后做平抛运动．(2)木板必须处在竖直平面内，与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，使小球的运动靠近图纸但不接触．(3)在斜槽上设定位卡板，使小球每次都从定位卡板所确定的同一位置由静止开始滚下，以保证重复实验时，小球做平抛运动的初速度相等．(4)应在斜槽上适当的高度处释放小球，使小球能以适当的水平速度抛出，其运动轨迹由图板左上角到右下角，这样可以充分利用坐标纸，减小测量误差．(5)由平抛运动方程求小球平抛的初速度时，应选取在平抛运动轨迹上离坐标原点O较远的点的坐标数据来进行计算，这样既便于测量又减小了误差．【数据分析】(1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线：如图所示，在x轴上作出几个等距离的点A1、A2、A3、，把线段OA1的长度记为l，则OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、向下作垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、M3、.若轨迹是一条抛物线，则各点的y 坐标和x坐标应该具有y＝ax2的形式(a是待定常量)，用刻度尺测量某点的x、y两个坐标值，代入y＝ax2求出a.再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线．(2)求小球平抛的初速度v0：①所描绘的轨迹曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，测出它们的坐标值．②将各点坐标值代入v0＝xg2y中，求出小球做平抛运动的初速度v0.③记录各点求得的初速度，最后算出初速度v0的平均值，并做好记录．【误差分析】(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，误以斜槽末端端口位置为坐标原点(实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不相同，使得平抛的初速度也不相同．(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，你认为正确的是（）A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次必须由静止释放小球C．固定白纸的木板必须调节成竖直D．每次释放小球的位置必须不同E．将小球经过不同高度的位置记录在纸上，取下纸后，用直尺将点连成折线(2)某学生在做研究平抛运动的实验中，忘记记下小球做平抛运动时的起点位置，O为物体运动一段时间后的位置，取为坐标原点，平抛的轨迹如图所示，根据轨迹的坐标求出物体做平抛运动的初速度v0＝___________m/s.(取g＝10m/s2)(3)在研究平抛运动实验中，用印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.6cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球的平抛初速度的计算式为v0＝________(用L、g表示)，其值是________，小球在b 点的速率为________．(取两位有效数字，g＝10m/s2)。

高中物理 5.3 实验：研究平抛运动课件新人教版必修2

3.实验:研究平抛运动
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

高中物理必修二 3 实验：研究平抛运动

11
（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