1、合格性考试讲义 必修二第五章 抛体运动第三节 实验：探究平抛运动的特点一、抛体运动1定义以一定的速度将物体抛出，物体只受重力作用的运动2平抛运动初速度沿水平方向的抛体运动3平抛运动的特点(1)初速度沿水平方向(2)只受重力作用二、描绘平抛运动的轨迹1实验原理用描迹法(喷水法或频闪照相法)得到物体平抛运动的轨迹 2实验器材斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、白纸、铁架台3实验步骤方法一：描迹法(1)安装调整将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，使其末端伸出桌面，轨道末端切线水平用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近如图所示，
2、(2)建坐标系：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，利用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴，画出水平向右的x轴(3)确定小球位置将小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置(4)描点得轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹方法二：喷水法如图所示，倒置的饮料瓶内装有水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，
3、其中一根弯成水平，且加上一个很细的喷嘴水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹将它描在背后的纸上，进行分析处理方法三：频闪照相法数码照相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线便得到了小球的运动轨迹三、数据处理1判断平抛运动的轨迹是否为抛物线：在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3用刻度尺测量各点的坐标(x，y)(1)代数计算法：将某点(如M3点)的坐标(x，y)代入yax2求出常数a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐标都近似成立，则说明所描
4、绘得出的曲线为抛物线(2)图象法：建立y x2坐标系，根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值，在坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，若大致在一条直线上，则说明平抛运动的轨迹是抛物线2计算初速度：在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x，y)，并记录在下面的表格中，已知g值，利用公式ygt2和xv0t，求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值ABCDEFx/mmy/mmv0x/(ms1)v0的平均值四、误差分析1安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动2建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，
5、导致轨迹上各点的坐标不准确3小球每次自由滚下时起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差4确定小球运动的位置时不准确，会导致误差5量取轨迹上各点坐标时不准确，会导致误差五、注意事项1斜槽安装：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，将其向两边各轻轻拨动一次，若没有明显的运动倾向，斜槽末端的切线就水平了2方木板固定：方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直3小球释放(1)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下(2)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜4坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在
6、木板上的投影点5初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度.【学考演练】1在“探究平抛运动的特点”实验中，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外，下列器材中还需要的是()A秒表B天平C重垂线D弹簧测力计解析：选C.在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要重垂线，确保小球抛出后在竖直面内运动；本实验中不需要测力、时间以及质量，故不需要弹簧秤、秒表和天平，C正确，A、B、D错误2(2019浙江1月学考)用小锤击打弹性金属片后，一小球做平抛运动，同时另一小球做自由落体运动两球运动的频闪照片如图所示，最上面与最下面小球位置间的实际竖直距
7、离为1 m，照片中反映的实际情况是()A自由下落小球相邻位置间的位移相等B平抛运动小球相邻位置间的位移相等C自由下落小球相邻位置间的距离一定大于0.1 mD平抛运动小球相邻位置间的水平距离一定大于0.1 m解析：选D.小球做自由落体运动，相等时间内的位移增大，故A错误；平抛运动小球在竖直方向相同时间内位移增大，则相邻位置间的位移不相等，故B错误；1 m对于10等分的话为0.1 m，但自由下落相同时间内的位移增大，则刚下落时的距离要小于0.1 m，故C错误；由图可知水平长度要大于竖直高度，而水平方向为匀速直线运动，则为距离平分，要大于0.1 m，故D正确3(多选)在探究平抛运动的规律时，可以选用
8、如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是()甲乙丙A选用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B选用图乙装置并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C选用图丙装置并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D除上述装置外，还可以用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像以获得平抛运动的轨迹解析：选BD小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A不合理；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可
9、以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得每秒15帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确4.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完成上述步骤，正确的实验顺序是_解析：安装器材时，应使斜槽末端水平，以保证小球做平抛运动实验中，每次小球应从同一
10、位置下落，以保证每次的运动轨迹都相同答案：同一斜槽末端水平BAC 5多选在做“探究平抛运动的特点”实验时，下列说法正确的是()A安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直B斜槽必须光滑C每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的特点解析：选ACD做本实验必须使斜槽末端切线水平，使钉有坐标纸的木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出坐标轴。斜槽没必要必须光滑，只要能使小球飞出的初速度相同即可。小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球每次飞出的初速度相同。综上可知A、C、D正确，B错误。6如图所示，在探究平抛运动的特点
11、时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落(两球不相撞)。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解析：选C这是一个对比实验，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，其实是将A球竖直方向的分运动与B球的自由落体运动进行对比，实验时，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两球总是同时落地，由此可知A球竖直方向的分运动是自由
12、落体运动。7多选为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有()A两球的质量应相等B两球同时落地C应改变装置的高度，多次实验D实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动解析：选BC开始运动后，A、B两球均只受重力作用，竖直方向的运动相同，不受质量影响，故A错误。A球在竖直方向上的分运动和B球的运动相同，均为自由落体运动，故它们同时落地，故B正确。实验中，必须改变某些条件，重复实验多次，才能说明所得规律的普遍性，故C项所述做法是必需的，故C正确。该实验无法说明A球在水平方向上的分运动情况，故D错误。8如图甲所示，用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。用频闪照相的方法研究A、B两球的运动。如图乙所示是它们运动过程的频闪照片。仅从照片上看，相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为()AA小球在水平方向做匀速运动BA小球在水平方向做匀加速运动CA小球在竖直方向做匀速运动DA小球在竖直方向做匀加速运动解析：选A相邻竖直线之间的距离相等，说明平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，A正确，B错误；竖直方向上位移越来越大，只能说明在竖直方向上A小球做加速运动，C、D错误。第 8 页 共 8 页
