2018_2019学年高中物理第05章曲线运动专题5.3实验：研究平抛运动情景分组训练新人教版必修2

专题5.3 实验：研究平抛运动

【本节知识清单】

1.描绘平抛运动轨迹的方法可以通过、、等等办法，也可以通过传感器利用计算机方便描出平抛物体的运动轨迹。

2.在描迹法研究平抛运动实验中，是利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球在运动中若干不同的位置，据此画出小球的运动轨迹，测出轨迹上合适点的坐标x和y，利用与可求得小球的水平速度即平抛运动的初速度，此方法要求坐标原点必须是位置。

3.若坐标原点不是小球抛出点，可在轨迹上取水平间距相等的若干点，测出各点位置坐标，由竖直方向，可求出小球经过相邻点时间的时间间隔，进而求初速度可利用水平方向上的。

答案：1.频闪照相法；水流喷射法；描迹法 2.x=v0t；y=gt2/2；抛出点 3.2

∆；T

gT

y=

=

∆

x0

v

【问题与练习变式】

1.（问题与练习1变式）三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6甲所示的装置．用小锤打击弹性金属片，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，改变小锤打击的力度，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6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N的末端可看作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在轨道出口处的水平初速度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的下端射出．实验可观察到的现象应是

________________．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

________________________________________。

(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图6丙所示的“小球做平抛运动”的照片，图中每个小方格的边长为1.25 cm，则由图可求得拍摄时每________s曝光一次，该小球做平抛运动的初速度大小为

________m/s.(g取9.8 m/s2)

【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 (3)3.57×10－2

0.7

2.（问题与练习2变式）在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近处．使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A ；将木板向远离槽口平移距离x ，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B ；又将木板再向远离槽口平移距离x ，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C ．若测得木板每次移动距离x=10.00cm ，A 、B 间距离78.41=y cm ，B 、C 间距离y 2=14.58cm ．（g 取9.80m/s 2

）

①根据以上直接测量的物理量得小球初速度为=0v _____（用题中所给字母表示）。

②小球初速度的测量值为_____________m/s 。（保留两位有效数字） 【答案】①χ

1

2y y g -② 1.0

【解析】（1）由题意可知，小球运动过程中从从A 点运动到B 点与从B 点运动到C 点所用时间相等，而小

球在竖直方向上是自由落体，故有，故小球的初速度

。（2）将已知量代入可得s

0.1

。

v/

m

3.（问题与练习3变式）小球A由斜槽滚下，从桌边水平抛出，当它恰好离开桌边缘时小球B从同样高度处自由下落，频闪照相仪拍到了B球下落过程的四个位置和A球的第1、3、4个位置，如图所示．已知背景的方格纸每小格的边长为2.4cm，频闪照相仪的闪光频率为10Hz．

（1）请在图中标出A球的第2个位置；

（2）利用这张照片可求出当地的重力加速度大小为m/s2；

（3）A球离开桌边时的速度大小为 m/s．

【答案】（1）如图所示；（2分）（2）9.6（2分）；

（3）0.72（2分）．

【解析】（1）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以相同时刻A球与B球等高，水平方向上相等时间内的位移相等，所以2、3两个位置的水平位移和3、4两个位置的水平位移相等，如图所示：．

（2）根据△y=4L=gT2得，解得

（3）小球离开桌边时的速度。

【本节考点题组】

【题组一】实验器材与实验操作要求

1.（1）.在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还

需要的是。

A.游标卡尺 B。秒表 C．坐标纸 D．天平 E．弹簧秤 P．重垂线

（2）实验时，让小球多次沿同一轨道运动。下列说法正确的是

A．调节斜槽轨道，使其末端水平 B．每次由静止释放小球的位置必须相同

C．斜槽必须光滑 D．小球运动时不应与木板上的坐标纸接触

E．将小球的位置记录在坐标纸上，取下坐标纸用直尺将点连成折线

【答案】（1）C F （2）ＡＢＤ

（2）小球做平抛运动,要求小球离开轨道末端时速度沿水平方向,A正确.要保证小球每次沿同一轨迹运动,就需保证小球每次做平抛运动的初速度相同,也就要求每次释放小球的位置相同,B正确.轨道是否光滑只是影响小球从同一位置释放时的做平抛运动的初速度,而对探究小球做平抛运动的规律没有影响,C错误.若小球运动时与坐标纸接触就会使小球的运动不再是平抛运动的,形成实验误差,D正确.平抛运动的轨迹是一条抛物线,故取下坐标纸后应将点连成一条平滑曲线,Ｅ错误.

2.在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作合理的是（）

A．选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地