平抛运动的实验探究

实验： 研究平抛物体的运动

【预习案】（6分钟）

【实验目的】

1.描画出平抛物体的运动轨迹。

2.求出平抛物体的初速度。 【仪器和器材】

斜槽、坐标纸、图钉、木板、铅笔、小球和刻度尺 【实验原理】

平抛运动可看作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成则

202

1,gt y t v x =

= 令小球做平抛运动，利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹，建立坐标系，测量出x 、y ，再利用公式求y

g

x

t x v 20==

，求出平抛物体的初速度. 【实验方法和步骤】

1．将固定有斜槽的木板放在实验桌上，检查调节斜槽末端至水平，检查木板是否水平. 2．用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上，固定时用重垂线检查坐标纸的竖线应在竖直方向，选择斜槽末端所在的点为坐标原点，从坐标原点O 画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴。

3．使小球从斜槽的某一固定位置自由滑下，由O 点开始做平抛运动。 4．先用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x 值处的y 值，然后用铅笔较准确地确定小球通过的位置，并在坐标纸上记下这一点. 以后依次改变x 值，用同样的方法确定其他各点的位置， 要注意每次都使小球从斜槽上同一位置开始由静止运动.

【注意事项】

1．保证斜槽末端点的切线水平，方木板竖直且与小球下落的平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触。

2．小球每次都从斜槽上同一位置由静止滚下。 3．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，球的重心在木板上的水平投影点。

4．小球在斜槽上开始滚下的位置要适当，以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角。 5．要选取距O 点远些的点来计算小球的初速度，这样可减小误差。 【数据处理】

取下坐标纸，根据记下的一系列位置，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹，在轨迹上选取几个不同的点，测出它们的横坐标x 和纵坐标y ，利用公式2

02

1,gt y t v x ==求出小球做平抛运动的初速度y

g

x

t x v 20==,最后求初速度的平均值。

【检测与指导】

1、在“研究平抛运动”的实验中，应注意如下三点： ①在安装斜槽轨道时，应注意______________________；

②在多次从静止开始释放小球时，应注意____________________；

③在纸上记录下斜槽轨道的末端O 点后，需建立以O 点为原点的坐标系，这时首先利用___________画出过O 点___________________。

2、如图所示, 一个学生在做研究平抛物体运动的实验时, 用描点法在纸上画出了如图所示的一段曲线, 但是他只在纸上画出了初速度的方向Ox, 而忘了记下斜槽轨道末端的位置. 请利用图中给出的曲线和Ox 水平轴的方向, 测量出必要的数据, 计算出这个平抛运动的初速度.

3、如图是研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5厘米的小方格，重

力加速度取g =10米/秒2

。由此可知：闪光周期为____秒；小球抛出时的初速度大小为__ __米/秒；小球经过B 点的速度大小为___ _米/秒。

【训练案】

1．在“探究平抛运动的规律”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中错误的是( )

A．小球平抛的初速度不同

B．小球每次做不同的抛物线运动

C．小球在空中运动的时间每次均不同

D．小球通过相同的水平位移所用的时间均不同

2．在做“研究平抛物体的运动”实验时[2007年高考·四川理综卷]

(1)除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材还需要的是__________．

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

F．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

3．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图和所测数据．

（1)在图甲上标出O点及

Ox轴、Oy轴，并说明这两

条坐标轴是如何作出的．

(2)说明判断槽口切线是

否水平的方法．

(3)实验过程中释放小球

时应注意什么？

(4)根据图乙中给出的数

据，计算出此平抛运动的

初速度v0．(取g＝9.8 m/s2)

4.试根据平抛运动的原理设计测量弹射器弹丸的出射初速度的实验方法．提供的实验器材有：弹射器(含弹丸，如图4－4甲所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．

(1)在图4－4乙中画出实验示意图．(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)：_____________________________．

(4)计算公式：____________________________．

5.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先后经过的几个位置如图4－3中的a、b、c、d所示，则小球做平抛运动的初速度的计算式为v0＝________(用l、g表示)，其值是________(取g＝9.8 m/s2)．小球经过c点时速

度的计算式为

c

v其值是________

6.用闪光照相的方法研究平抛运动规律时，由于某种原因，只拍到了部分方格背景及小球的三个连续的瞬时位置，如图所示. 若已知闪光时间间隔为Δt=0.1s，背景每小格边长均为l=5.0cm，则小球此次平抛运动的初速度大小为_________m/s，由这张照片求出

的重力加速度g=_________m/s2.