高中物理人教版必修2 5.3 平抛运动实验

(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4所示)，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＝
hBC－hAB g
所以初速度 v0＝xt＝x
g hBC－hAB.
图4
随堂练习
例2 某同学在做“研究平抛运动”实验时得到了如图所示的运动轨迹，
24
370
解析 小球经过 b 点时竖直分速度 vby＝h2aTc＝1.5 m/s，则 vb＝ v02＋vby2
＝2.5 m/s，与 x 轴方向的夹角为 θ，tan θ＝34，即 θ＝37°.
(3)小球抛出点的位置坐标x＝_－__1_0_cm，y＝_－__1_.2_5_cm.
解析
vby 0 gtb
tb
vby g
0.15s
tb T ta
x v0ta 10cm
y
1 2
gta2
1.25cm
ta 0.15s
小球从开始运动到经过 b 点时历时 tb＝vgby＝0.15 s，说明小球经过
a 点时已经运动了 ta＝0.05 s，所以小球抛出点的坐标 x＝－v0ta＝－10 cm，
y＝－12gta2＝－1.25 cm.
(2)小球运动到b点时速度大小vb＝_2_.5__m_/_s_，方向_与__x_轴__方__向__夹__角__为__3_7_°_.
vt
2
v
v0
v 2
x1 x2 2T
vby
hac 2T
30 10 2 m / s 2 0.1
1.5m/ s
V0
ห้องสมุดไป่ตู้
vb v02 vb2y
Vy
2.5m/ s
tan 1.5 3
确定小球位置 (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.
随堂练习
例1 在“研究平抛运动”实验中.
(1)图2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
图2
C.球的下端
在此实验中，下列说法正确的是_____.
A.斜槽轨道必须光滑
√B.记录的点应适当多一些
C.用光滑曲线把所有的点连接起来
如何获得平抛运动的轨迹?
实验原理
1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？
方案一 ： 描迹法
flash动画： 研究平抛运动.swf
实验原理
方案二 ：径迹法
o
x
y
实验原理
方案三 ： 照相法 用频闪照相机得到物体运动的轨迹 v0
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.
√D.y轴的方向根据重锤线确定
(2)图3是利用图2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
图3
(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
√
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v0. 因 x＝v0t，y＝12gt2，故 v0＝x 2gy.
§5.3平抛运动实验
x y
复习回顾：
1.什么是平抛运动?
初速度沿水平方向只受重力作用的运动
2.平抛运动可以分解为哪两个分运动?
水平方向的匀速直线运动 竖直方向的自由落体运动
x
vt 0
y
1 2
gt 2
3.平抛运动的轨迹是什么? 一条抛物线
实验目的 1.描绘出平抛物体的运动轨迹； 2.求出平抛运动物体的初速度.
因 x＝v0t，y＝12gt2，故 v0＝x 2gy. 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).
安装 调平
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. 建立坐标系
a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：
v0
x0 T
20 10 2 m / s 0.1
2m/ s
(1)小球平抛的初速度为__2__m/s.(g取10 m/s2)
y gT 2
T y g
(20 10) 102 s
10
0.1s
解析 由平抛运动公式，在x轴方向上xab＝v0T，在竖直方向上hbc－hab ＝gT2，代入数据解得T＝0.1 s，v0＝2 m/s.