1、第五章第五章 抛体运动抛体运动 第三节第三节 实验：探究平抛运动的特点实验：探究平抛运动的特点 目标体系构建目标体系构建 课内互动探究课内互动探究 夯基提能作业夯基提能作业 目标体系构建目标体系构建 【学习目标】 1知道什么是平抛运动。 2会用运动的合成与分解的方法探究平抛运动的特点。 3从实验轨迹求平抛物体的初速度。 【思维脉络】 课内互动探究课内互动探究 1实验目的 (1)用实验方法描出平抛运动的轨迹。 (2)探究平抛运动竖直方向和水平方向运动的特点。 2实验原理 用频闪照相的方法或研究平抛运动的实验装置得出小球做平抛运动的不 同时刻的位置，用平滑曲线连接各位置，得到小球做平抛运动的轨迹。
2、 以小球平抛的起点为坐标原点，沿水平方向和竖直向下的方向建立直角 坐标系，根据各点坐标数据研究小球在水平方向和竖直方向的运动规律。 3实验器材 1频闪照相机、铅笔、刻度尺、三角板。 2平抛实验装置、小钢球、白纸、复写纸、铅笔、刻度尺、三角板。 4实验步骤 (一)频闪照相法： (1)实验现象：利用频闪照相机得到物体做平抛运动与自由落体运动对比 的频闪照片如图所示。 (2)现象分析： 在竖直方向上，两种运动经过相等的时间，下落相同的高度，即在竖 直方向上的运动是相同的，都是自由落体运动； 在水平方向上，平抛运动在通过相等的时间内前进的距离相同，即水 平方向上的运动是匀速直线运动。 (3)理论分析：
3、 水平方向：初速度为v0，物体不受力，即Fx0，物体由于惯性而做匀 速直线运动。 竖直方向：初速度为零，物体只受重力作用，即Fymg，ag，物体 做自由落体运动。 (二)描迹法： (1)安装调平 将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末 端切线水平。 用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左 上角上角，把木板调整到竖直位置把木板调整到竖直位置，使板面与小使板面与小 球的运动轨迹所在平面平行且靠近球的运动轨迹所在平面平行且靠近。如图所如图所 示示。 (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
4、坐标原点，用重锤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滑下，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。 (5)数据处理 测出相等时间T、2T、3T内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移。 把测量的数据记录在表格中： 通过根据分析水平分运动和竖直分运动的特
5、点。 时间时间 T 2T 3T 水平位移水平位移 竖直位移竖直位移 (6)误差分析 斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动。 确定小球运动的位置时不准确。 量取轨迹上各点坐标时不准确。 (7)注意事项 实验中必须保持斜槽末端水平。 要用重锤线检查木板、坐标纸上的竖直线是否竖直。 小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下。 实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地确定小球通过的位置。 要在斜槽上较大的高度释放小球，使其以较大的水平速度运动，从而 减小相对误差。 要用平滑的曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大的点。 在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，并且使所选取的点之间尽量远 些。 对实验操作过程的
6、考查对实验操作过程的考查 考点考点 一一 典例剖析典例剖析 (多选)(2020河南省林州市第一中学高二下学期2月调研)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 ( ) 典例典例 1 A选用装置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 B选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一 定要低于水面 C选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置 由静止释放 D除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧 的录像获得平抛轨迹 思路引导：理解各种方法的操作原理及实验注意事项是解决此类问题的 关键。 解析：小
7、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，管上端A处的压强始终等于大气压， 不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确； 只有每次从同一高度由静止释放钢球，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。 答案：BD 对点训练对点训练 1(多选多选)如图所示，两个相同的弧形轨道如图所示，两个相同的弧形轨道 M、 N，分别用于发射小铁球，分别用于发射小铁球 P、Q，两轨道上
8、端分别装，两轨道上端分别装 有电磁铁有电磁铁 C、D，电磁铁，电磁铁 E 装在与轨道装在与轨道 M 最低点等最低点等 高处的某一水平位置。调高处的某一水平位置。调 C、D 高度，使高度，使 ACBD， 将小铁球将小铁球 P、Q、R 分别吸在电磁铁分别吸在电磁铁 C、D、E 上，上， 然后同时切断然后同时切断 C、D 电源，电源，P、Q 从弧形轨道滚下，当小球从弧形轨道滚下，当小球 P 运动到圆运动到圆 弧末端时由装置切断弧末端时由装置切断 E 电源，小球电源，小球 R 开始下落，改变弧形轨道开始下落，改变弧形轨道 M 的高的高 度以及电磁铁度以及电磁铁 E 的位置， 再进行若干次调整， 经过多
9、次实验发现，的位置， 再进行若干次调整， 经过多次实验发现， P、 Q、 R 三球同时在水平面相撞。下列说法和做法正确的是三球同时在水平面相撞。下列说法和做法正确的是( ) A实验说明小铁球P离开轨道做平抛运动的竖直方向的分运动是自由落 体运动 B实验说明小铁球P离开轨道做平抛运动的水平方向的分运动是匀速直 线运动 C若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球 Q，为了三球同时相撞，可以适当将电磁铁E向右移动一些 D若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球 Q，为了三球同时相撞，可以适当将电磁铁E向左移动一些 解析：P和R同时落地说明选项A正确；P和Q同时
10、在水平面相撞说明选项 B正确；P和R在空中相撞说明电磁铁E离轨道M近了，应将电磁铁向右移 动一些，故选项C正确，D错误。 答案：ABC 实验数据处理实验数据处理 考点考点 二二 典例剖析典例剖析 典例典例 2 为了探究做平抛运动的物体在为了探究做平抛运动的物体在 竖直方向上的运竖直方向上的运动规律，某同学设计了下面动规律，某同学设计了下面 一个实验：如图所一个实验：如图所示，示，OD 为一竖直木板，小为一竖直木板，小 球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开 O 点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小 球的运动，小球在运动过
11、程中，便在木板上留下影子。球的运动，小球在运动过程中，便在木板上留下影子。 如图是用频闪照相机拍摄的小球在运动过程中的位置以及在木板上留下 的影子的位置，图中A、B、C、D等点即影子的位置。现测得各点到O点 的距离分别为5.0 cm、19.8 cm、44.0 cm、78.6 cm。试根据影子的运动 讨论物体在竖直方向上的运动情况。(已知照相机的闪光频率为10 Hz)。 思路引导：解答本题应注意以下两点： (1)频闪照相的时间间隔是相等的。 (2)利用yaT2求自由落体运动的加速度。 解析：解析：小球运动过程中在木板上留下的影子反映了小球在竖直方向小球运动过程中在木板上留下的影子反映了小球在竖直
12、方向 上的运动情况。上的运动情况。 照相机的闪光周期照相机的闪光周期 T0.1 s。 影子在每一个闪光时间内的位移分别是影子在每一个闪光时间内的位移分别是 y15 cm、y214.8 cm、y3 24.2 cm、y434.6 cm。根据逐差法可求影子运动的加速度。根据逐差法可求影子运动的加速度。 y3y12a1T2，y4y22a2T2， 所以所以 aa 1 a2 2 y 3 y4 y1y2 4T2 ， 代入数据解得代入数据解得 a9.75 m/s2。 2(2020陕西省榆林高一下学期期中)某物理 兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小 球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照 相，拍摄到了如图所示的照片，已知每个小方 格边长 9.8 cm，当地的重力加速度为g9.8 m/s2。 对点训练对点训练 (1)若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则没 有被拍摄到的小球位置坐标为_。 (2)小球平抛的初速度大小为_。 (58.8 cm,58.8 cm) 1.96 m/s 解解析：析：由由 ygT2 得得 T0.1 s v0 x T 1.96 m/s 又又 y4y33y58.8 cm x4v0 3T58.8 cm
