平抛运动实验

平抛运动实验（全面）

1．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

2．实验原理

平抛物体的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的合运动。

使小球做平抛运动，利用描迹法描出小球运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一

点的坐标x 和y ，根据公式0x v t =和212y at =

，就可求得：

0v =，即为做平抛运动的初速度。

3．参考案例

（1）案例一：利用平抛运动实验器（如同4-7-1所示）。

A 、斜槽末端切线必须水平

B 、每次从同一位置无初速释放小球，以使小球每一次抛出后轨迹相同，每次描出的点在同一轨迹上

C 、安装实验装置时，要注意使轨道末端与图板相靠近，并保持它们的相对位置不变

D 、要用重垂线把图板校准到竖直方向，使小球运动靠近图板，又不接触图板

E 、坐标原点不是槽口末端点，应是球在槽口时，球心在图板上的水平投影点O

F 、球的释放高度要适当，使其轨迹不至于太平也不至于太竖直，以减小测量误差

G 、计算初速度时，应选离O 点远些的点

（2）案例二：

利用水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹。

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。

（3）案例三：利用数码照相机或数码摄像机更精细地探究平抛运动。(如图4-7-2)

图图

4、重点难点例析

【考点一】平抛运动的实验步骤及注意事项

【例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 位置上滚下，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。

⑴?完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。

⑵上述实验步骤的合理顺序是 。

【变式训练】 如图4-7-3所示是研究平抛运动的实验装置简图，图4-7-4是实验后白纸上的轨迹图。

⑴?说明图4-7-4中的两条坐标轴是如何作出的。

⑵?说明判断槽口的切线是否水平的方法。

⑶?实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹，进行这一步骤时应注

意什么？

【考点二】求平抛运动的初速度

【例2】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4-7-5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 ，用这些可以求出求得小球平抛时的初速度为多大？

图4-7-5

A B

y h

图4-7-4

图4-7-3

变式训练

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=，若小球在平抛运动途中的几个位置如图4-7-6中a 、b 、c 、d 所示，则小球平抛的初速度为v 0＝ （用L 、g 表示），其值是 。（g 取s 2

）

【平抛运动的案例分析】

【例3】如图4-7-7所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A 、

B 、

C 为三个同时由同一点出发的小球。AA′为A 球在光滑水平面上以速度v 运动的轨迹； BB′为B 球以速度v 被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C 球自由下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出结论：

【变式训练】 如图4-7-8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

图4-7-8

图4-7-6 图4-7-7

B C C B ′

自我检测

1．在“探究平抛物体运动的规律”的实验中，小球做平抛运动的坐标原点位置应是（设小球半径为r）（）

A．斜槽口末端O点 B．斜槽口O点正上方r处

C．槽口O点正前方r处 D．小球位于槽末端时，球心在竖直木板上的水平投影点2．在做“探究平抛运动在水平方向的运动规律”的实验时，每次须将小球从轨道同一位置无初速释放（如图所示），其目的是使小球（）

A.抛出后只受重力

B. 抛出后轨迹重合

C.抛出后初速度大小相等

D. 抛出时的速度方向水平

3．研究平抛物体的运动，在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即不太大，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.保证小球运动的轨道是一条抛物线4．为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：

序号抛出点的高度（m）水平初速度（m/s）水平射程（m）

12

23

32

44

52

66

以下探究方案符合控制变量法的是（）

A.若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据

B.若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据

C.若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据

D.若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据

5．如图所示，用频闪相机拍摄“研究物体做平抛运动规律”的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球．AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；BB′为B球以速度v水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹．通过分析上述三条轨迹，可得出结论（）

A.平抛运动水平方向的分运动是自由落体运动

B.平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动

C.平抛运动可分解为水平方向的自由落体运动和竖直方向的匀速直线运动

D.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

6、.某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中忘了记下槽末端的位置O，如图所示，A 为物体运动一段时间后的位置，根据图象求出物体做平抛运动的初速度为（g取10m/s2）（）