高三物理平抛运动实验的命题落点学法指导

平抛运动实验的命题落点

甘肃 梁文斌

“研究平抛物体的运动”实验是这部分的重要实验。本文借助两道常见命题类型的例题和同学们一起复习该实验中的各个细节。

1．实验步骤及实验中应该注意的问题

例1 如图1所示，甲是研究平抛运动的装置，乙是实验后在白纸上作的图（横轴与纵轴的比例不为1：1）。

（1）说明O 点、Ox 轴、Oy 轴是如何作出的。

（2）说明要求槽口切线水平的原因及判断方法。

（3）实验过程中需要经过多少次释放小球才能描出小球运动的轨迹，进行这一步骤的实验时应注意什么？为什么？

（4）根据图乙给出的数据，计算该平抛运动的初速度。

解析 （1）利用小球在槽口末端球心位置可确定O 点，然后利用拴在槽口处的重垂线作出Oy 轴、Ox 轴（向右）与Oy 轴垂直。

（2）本实验中，小球离开的斜槽末端点，也就是平抛运动的起点，为保证小球此时速度水平，就必须保证斜槽末端的切线在水平方向。

将小球放在斜槽的水平部分，如果小球既不向里滚也不向外滚，则说明槽口末端是水平的。

（3）由于本实验是采用寻找同一运动轨迹上的各处不同点，然后再用描点法来确定轨迹的方法，而小球每次下落只能测一个点，即实验需要多次测量。因此，应保证每次小球所做的平抛运动完全相同，即平抛初速度必须每次都相同。为做到这一点，应使小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度滚下。

（4）我们利用B 点的数据进行计算，在竖直方向上有y=2gt 21，可求得小球到达该处所用时间为 t=)s (30.08

.9441.02g y 2=⨯= 因此小球的初速度为)s /m (6.130

.048.0t x v 0===。 2．根据方格纸中记录的点，求初速度及物体经过某点时的速度

例 2 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=1.25cm ，若小球在平抛运动途中的几个位置如图2中a 、b 、c 、d 所示，则小球平抛的初速度的计算式为v 0= （用L 、g 表示），其值为 。

解析 因水平分运动是匀速运动，由图知a 、b 、c 、d 间水平距离相等，则相邻两点间的时间间隔相等，设为T ，竖直分运动是自由落体运动，满足Δs=aT 2，得2L=v 0T 和L=gT 2，所以v 0=s /m 7.0Lg 2T L

2==。