5.3实验：研究 平抛运动导学案
5.3研究平抛运动实验导学案
5.3实验：研究平抛运动预习案【知识回顾】1、平抛运动以一定的初速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体所做的运动叫做。
如果速度是沿的，这个运动叫做平抛运动。
2、平抛运动的性质做平抛运动的物体只受到力的作用，由牛顿第二定律可知，其加速度恒为g，所以是运动；又因重力与速度不在同一条直线上，所以平抛运动是匀变速运动。
3、平抛运动的处理方法平抛运动是一种曲线运动，研究平抛运动时可以将平抛运动分解为：水平方向的和竖直方向的运动两个分运动【自主学习】一．研究平抛运动轨迹。
1．判断平抛运动轨迹是否为抛物线（1）如图5.4-1所示，如果轨迹的确是抛物线，M1、M2、M3‥‥‥各点的y坐标与x坐标间的关系应该具有的形式（是一个待定的常量）（2）用刻度尺测量某点的两个坐标，代入式中，求出常量（3）测量其它几个点的两个坐标，代入上式，看是否满足，如果在误差允许范围内满足，就说明该曲线为。
2.计算平抛物体的初速度（1）根据平抛运动在竖直方向是运动，由y= 公式，计算出抛体下落到该点所用的时间t= 。
（2）根据平抛运动在水平方向是运动，由x = 公式，计算出小球的初速度v0=二．描绘平抛运动轨迹。
(介绍三种参考案例)1.利用实验室的斜面小槽等器材装配图5.4-2所示的装置。
钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做运动。
每次都使钢球在斜槽上的位置滚下，钢球在空中做运动的轨迹就是的。
设法用铅笔描出小球的位置。
通过次实验，在上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做的轨迹。
2．如图5.4-3，倒装的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。
水从喷嘴中射出，在空中形成，它显示了运动的轨迹。
设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。
插入瓶中的另一根细管的作用，是。
这是因为该管上端与空气相通，A处水的压强始终大气压，不受瓶内的影响。
因此，在水面降到A处以前的很长一段时间内，都可以得到的细水柱。
《实验研究平抛运动》导学案
《实验研究平抛运动》导学案实验研究平抛运动导学案一、实验目的1.通过实验研究平抛运动的基本特征；2.结合实验结果，分析平抛运动的物理规律；3.培养实验操作能力和科学思维能力。
二、实验装置与材料1.平面；2.弹簧器；3.草图纸等。
三、实验步骤1.在平面上划线，用于记录实验数据；2.将弹簧器中的弹簧拉伸至合适的长度；3.将弹簧器放在划线处，将弹簧释放，使弹簧漂浮并采取平抛运动；4.用草图纸等记录弹簧所在位置的变化，并按照适当的时间间隔记录数据。
四、实验数据记录及分析1.根据实验步骤所记录的数据，得出弹簧所在位置的变化情况；2.将数据绘制成折线图，以时间为横轴，距离为纵轴；3.分析折线图的趋势和规律，并给出相应的解释。
五、实验结论1.平抛运动是在重力的作用下，物体在水平方向具有匀速直线运动，而在竖直方向上具有自由落体运动的复合运动；2.平抛运动的轨迹为抛物线；3.平抛运动的水平速度不变，竖直速度在整个运动过程中变化。
六、实验扩展及拓展1.尝试对不同起始速度和角度条件下的平抛运动进行研究；2.探究平抛运动与其他运动的关系，如斜抛运动。
七、实验注意事项1.实验过程中要注意安全，如避免弹簧伤人等情况发生；2.实验数据的记录和处理要准确和细致，以保证实验结果的有效性；3.在实验前要对实验装置和材料进行检查，确保正常使用。
八、实验思考题1.如果将实验中的平面倾斜一定角度，会对平抛运动产生什么影响？2.如果改变实验中的弹簧的弹性系数，会对平抛运动产生什么影响？3.如何确定平抛运动的初速度和抛出角度？以上是关于《实验研究平抛运动》导学案的内容，希望对你的学习有所帮助。
祝你实验顺利！。
学案3：5.3 实验：研究平抛运动
5.3 实验：研究平抛运动【学习目标】：知识与技能：（1）知道用实验获得平抛运动轨迹的方法；（2）知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法；（3）知道测量初速度时需要测量的物理量；（4）会推导平抛初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度。
过程与方法：（1）通过学生设计实验，体会物理问题的探究思想和实验设计思想，了解设计实验的基本方法；（2）会用运动合成与分解的方法分析抛体运动；（3）学会化曲线为直线的物理思想和方法。
情感态度与价值观：（1）培养学生合作与交流的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯；（2）在上一节对平抛运动规律的学习的基础上，通过这一节学生的动手实验，将感性认识和理性思维相结合，使学生获得成功的体验；【预习要点】：一、通常用的实验方法：有描迹法、喷水法、数码照相法，描绘出平抛运动的轨迹，去研究平抛运动的规律．二、实验原理平抛物体的运动可以看做是由两个分运动合成的，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．使小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，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x＝v0t和y＝12gt2，就可求得v0＝xg2y，即为小球做平抛运动的初速度．三、案例分析案例1：描迹法(1)实验器材斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．(2)实验步骤①实验装置如图5－4－3所示，安装调整斜槽：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．图5－4－3②调整木板，确定坐标原点：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，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，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描点：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，然后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描绘出平抛运动的轨迹：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y＝12gt2和x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值.A B C D E Fx/mmy/mmv0＝x g/2y(m/s)v0的平均值(3)实验步骤中的注意事项①实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直平面内，且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触．②小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板．③坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，而应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点，位于槽口末端上方r处(r为小球半径)．④应在斜槽上适当的位置释放小球，使它以适当的水平速度抛出，其轨迹由木板的左上角到达右下角，这样可以使实验误差较小．⑤须在斜槽末端用重垂线检查白纸上所画y轴是否竖直．案例2：频闪照相法用频闪照相法更精细地探究平抛运动．图5－4－4频闪照相是指每隔一定时间对同一物体进行一次照相，并将其位置呈现在同一张底片上的技术．通过如图5－4－4对上述实验的频闪照片，先观察分析两个小球在竖直方向的运动情况：它们在同一时间下落的高度相同，再一次验证了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；再测量平抛小球在相等时间里通过的水平距离是否相同，从而证明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，且竖直方向的分运动不影响水平分运动.【答疑解惑】：利用平抛运动的轨迹，除了计算平抛的初速度，判断轨迹是否为抛物线外，还能进行什么研究？(1)判断O 点是不是抛出点 ①如图5－4－5所示，图5－4－5在轨迹上选取A 、B 、C 三点，OA 、AB 、BC 的水平距离相等，则说明a 时间为t a ＝t b－T ＝9l g－ 4l g＝ lg到A ，A 到B ，B 到C 的时间相等，过A 、B 、C 三点作水平线和y 轴相交，得出A 、B 、C 三点的纵坐标值y A 、y B 、y C .②如果y A ∶y B ∶y C ＝1∶4∶9，则说明O 点为平抛的起点，若不满足上述比例关系，则说明O 点不是平抛的起点．(2)平抛运动水平方向运动性质的判定①据平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动及自由落体下落高度与运动时间t 的关系：h ＝12gt 2.在平抛运动轨迹的竖直坐标轴y 上，从原点O 开始向下取一个坐标为h 的点，再找到坐标为4h,9h,16h …的点．②过这些点作水平线与轨迹分别交于A 、B 、C 点，则这些点就是每经过相等时间物体所到达的位置．③测量出OA 、AB 、BC 的水平距离，对比实验测量结果，若各段距离相等，说明水平方向上的运动是匀速直线运动．【典例剖析】：一、探究实验过程的考察例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，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹．(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上． (2)上述实验步骤的合理顺序是________．方法总结描述好平抛运动的轨迹，需在实际操作中满足小球做平抛运动的条件. 二、探究平抛运动的规律例2 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：图5－4－6(1)甲同学采用如图5－4－6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)方法总结通过运动轨迹去求质点运动的时间和速度，关键就是利用水平和竖直方向的分运动的特点去列方程.三、探究实验的创新设计例3 试根据平抛运动图5－4－7原理设计“测量弹射器中弹丸出射初速度”的实验方案．提供的实验器材为：弹射器(含弹丸，如图5－4－7所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．(1)画出实验示意图．(2)在安装弹射器时应注意__________________________．(3)实验中需要测量的量为(并在示意图中用字母标出)__________________．(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是____________________．(5)计算公式为__________．方法总结此类实验题目考查的实质仍然是平抛运动规律，即在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动.【课堂练习】：1.对于平抛运动，下列说法中正确的是()A．飞行时间由初速度和高度决定B．水平射程由初速度和高度决定C．速度和加速度都是在变化的D．属于匀变速曲线运动2．在用斜槽轨道做“研究平抛运动的规律”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能够较准确地描出其运动轨迹，下面列出了一些操作要求，其中正确的是()A．通过调节斜槽使其末端切线水平B．每次释放小球的位置可以不同C．每次必须由静止释放小球D．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触3. 平抛物体的运动规律可概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图5－4－8所示，用小锤打击弹性金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．则这个实验()图5－4－8A．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律4．要探究平抛运动的物体在水平方向上的运动规律，可采用()A．从抛出点开始等分水平位移，看相应时间间隔内的竖直位移之比是否为1∶3∶5∶7……B．从抛出点开始等分水平位移，看相应时间间隔内的竖直位移之比是否为1∶4∶9∶16……C．从抛出点开始等分竖直位移，看相应时间间隔内的水平位移之比是否为1∶3∶5∶7……D．从抛出点开始等分竖直位移，看相应时间间隔内的水平位移之比是否为1∶1∶1∶1……5．某同学做“研究平抛物体运动”的实验，他在实验前进行了如下步骤：用硬纸做一个有孔的卡片，孔的宽度比小球的直径略大一些，并把它折成直角，然后用图钉把白纸钉在竖直的木板上，在木板的左上角固定斜槽，然后便开始实验，找出小球做平抛运动的轨道上的一系列位置……，请指出这位同学开始实验前的步骤中遗漏和不完整之处：(1)_______________________________________________________________________；(2)_______________________________________________________________________；(3)_____________________________ __________________________________________．6．以20 m/s的速度水平抛出一物体，它的加速度大小为__________ m/s2，方向____________，2 s末物体的速度大小为________ m/s，方向与水平方向的夹角为__________．(g取10 m/s2)7．如图5－4－9所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5 cm.如果取g＝10 m/s2，那么图5－4－9(1)闪光频率是多少？(2)小球运动中水平分速度的大小．(3)小球经过B点时的速度大小．8. 某同学在学习了平抛运动后，想估测一水管截面为圆形的农用水泵的流量Q(m3/s)．如图5－4－10所示，假定水柱离开管口后做平抛运动，他手头只有米尺．(1)说明该同学需直接测量的物理量．(2)写出用这些物理量表示流量的表达式．图5－4－10【课内探究】：题型①实验操作的分析典例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F．重垂线(2)实验中，下列说法正确的是()A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端可以不水平D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来拓展探究下列哪些因素会使“研究平抛运动”的实验误差增大()A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远归纳总结深刻理解实验的原理，保证小球做平抛运动的条件及小球平抛的初速度相同.题型②平抛运动的初速度典例2 某同学做平抛物体运动的实验时，图1不慎未定好原点，只画了竖直线，而且只描出了平抛物体的后一部分轨迹．如图1所示，依此图加一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度v0?拓展探究在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨道，小方格的边长为l＝1.25 cm，若小球在平抛运动过程中的几个位置如图2中的a、b、c、d所示．图2(1)小球平抛的初速度v0的数值为______(g取9.8 m/s2)．(2)在图中找出小球的抛出点，画出小球的运动轨迹和以抛出点为坐标原点的x、y坐标轴．抛出点O在a点左侧________处(以l表示)，a点上方________处(l表示)．归纳总结利用轨迹去求抛出的初速度，或某一点的速度，解决这类问题的依据有两条：一是平抛物体运动的实验原理，二是匀速直线运动的轨迹，列出方程Δy＝aT2和Δx＝v0T，再根据相邻两记录点间的有关数据求解.题型③探究规律的创新应用典例3 柯受良驾驶汽车飞越黄河，汽车从最高点开始到着地为止这一过程的运动可以看做平抛运动．记者从侧面用照相机通过多次曝光，拍摄到汽车在经过最高点以后的三幅运动照片，如图3所示，相邻两次曝光时间间隔相等，均为Δt，已知汽车的长度为l，则()图3A．从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小B．从左边一幅照片可推算出汽车曾经到达的最大高度C．从中间一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小，以及汽车曾经到达的最大高度(此时汽车刚落地)D．根据实验测得的数据从右边一幅照片可推算出汽车水平分速度大小参考答案【典例剖析】：一、探究实验过程的考察例1解析(1)A中为了保证小球每次平抛初速度相同，轨迹重合，应让小球从同一位置滚下．B中为了保证小球做平抛运动，要注意斜槽末端切线水平．(2)上述实验步骤的合理顺序是BAC.答案(1)A.同一B．斜槽末端切线水平(2)BAC方法总结描述好平抛运动的轨迹，需在实际操作中满足小球做平抛运动的条件.二、探究平抛运动的规律例2解析(1)通过对照实验，说明两球具有等时性，由此说明竖直方向做自由落体运动．(2)两球在水平轨道上相遇，水平方向运动情况相同，说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．(3)小球在竖直方向上做加速度为g的匀加速直线运动，所以有Δy＝gT2，Δy＝1.25×10－2 m，得T＝3.57×10－2 s又因为每个闪光时间内水平位移x＝2×1.25×10－2 m＝2.5×10－2 m则v0＝xT＝2.5×10－23.57×10－2m/s＝0.7 m/s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)3.57×10－20.7方法总结通过运动轨迹去求质点运动的时间和速度，关键就是利用水平和竖直方向的分运动的特点去列方程.三、探究实验的创新设计例3解析根据平抛运动的原理及研究平抛运动的实验，可知使弹丸作平抛运动，通过测量下落高度可求出时间，再测水平位移可求出平抛的初速度，故(1)实验装置如下图所示(2)弹射器必须保持水平，以保证弹丸初速度沿水平方向．(3)应测出弹丸下降的高度y 和水平射程x ，如上图所示．(4)在不改变高度y 的情况下，进行多次实验，测量水平射程x ，得出水平射程x 的平均值，以减小误差．(5)因y ＝gt 22，故t ＝2y g ，故有v 0＝x t ＝x 2yg＝x g 2y答案 见解析方法总结此类实验题目考查的实质仍然是平抛运动规律，即在水平方向做匀速直线运动，在竖直 方向做自由落体运动.【课堂练习】：1.答案 BD解析 做平抛运动的物体，可以看作水平方向上的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动．由于分运动与合运动具有各自的独立性及自由落体运动的时间由下落高度决定，故A 错．水平射程x ＝v 0t ，B 正确．做自由落体运动的物体只受重力作用，因此做平抛运动的物体的速度改变而加速度不变，故C 错误，D 正确．2．答案 ACD解析 因为平抛运动要求物体在抛出时必须只具有水平方向的速度，因此必须保证斜槽末端水平，故选项A 正确．在用描点法做平抛运动的轨迹时，每次只能描出一个点，应让小球多次沿同一轨道做同样的平抛运动，因此每次必须从同一位置由静止释放小球，故B 错误而C 正确．小球在下落过程中不能与白纸(坐标系)相接触，否则由于摩擦或碰撞会改变小球平抛运动轨迹，所以D 正确．3.答案 B解析 该题考查对平抛运动及其分运动的理解，同时考查探究问题的思维能力．实验中A 球做平抛运动，B 球做自由落体运动，两球同时落地说明A 球平抛运动的竖直分运动和B 球相同，而不能说明A 球的水平分运动是匀速直线运动，所以B 项正确，A 、C 、D 三项都不对．4．答案 A解析 若等分水平位移，则Δx 相同，而对应时间间隔内的竖直位移之比若为1∶3∶5∶7……，则说明经历每个Δx 的时间相同，即水平方向的分运动为匀速直线运动．若等分竖直位移，则意味着相应的时间间隔之比为1∶(2－1)∶(3－2)∶(4－3)∶……，这样只有对应的水平位移之比为1∶(2－1)∶(3－2)∶(4－3)∶……，才能验证水平方向为匀速直线运动，选项A 正确．5．答案 (1)在纸上把小球抛出点O 标记下来，再用重垂线作过O 的竖直线 (2)调整斜槽位置使槽的末端的切线水平(3)在槽上安置定位器，使小球每次都从这个位置无初速地滚下 6．答案 10 竖直向下 28.3 45°解析 物体只受重力，2 s 末水平方向的分速度为v 0＝20 m /s 不变，竖直方向的分速度v y ＝gt ＝10×2 m/s ＝20 m/s ；2 s 末的速度大小为v ＝v 20＋v 2y ＝202＋202 m /s≈28.3 m/s ，方向为tan α＝v yv 0＝1，所以α＝45°.7．答案 (1)10 Hz (2)1.5 m /s (3)2.5 m/s解析 (1)A 、B 、C 三点水平间隔相等，故相邻各点的时间间隔相等，设为T.在竖直方向：Δh ＝gT 2，即(5－3)×0.05 m＝gT 2，得T ＝0.1 s ，则频率为f ＝10 Hz.(2)水平方向：3×0.05 m ＝v 0T ，得v 0＝1.5 m/s.(3)竖直方向：B 点的竖直分速度v By ＝(5＋3)×0.05 m 2T＝2 m/s ，又由v B ＝v 20＋v 2By ，得v B ＝2.5 m/s.8.答案 (1)水管直径D ，出水管中心距地面的竖直高度y ，水柱落地点距管口的水平距离x(2)Q ＝πD 2x 4 g 2y解析 (1)要测出水管的直径D ，出水管中心距地面的竖直高度y ，水柱落地点距管口的水平距离x.(2)假定水柱离开管口的速度为v 0，由平抛运动的规律，得x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，可得v 0＝ gx 22y水流量Q ＝V t ，V ＝v 0tπ(D 2)2，所以Q ＝πD 2x 4 g 2y 【课内探究】：题型 ① 实验操作的分析典例1 答案 (1)CF (2)AD解析 本题考查的是仪器的选择和实验的注意事项．实验还需器材是坐标纸和重垂线，描出的轨迹在坐标纸上，方便数据处理，重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标．做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动．使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描画小球运动轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点可舍去．拓展探究答案 BC解析 小球与斜槽之间有摩擦，只要保证小球每次从槽上滚下的初始位置都相同，平抛时的初速度就都相同，不会引起误差．如果安装斜槽时其末端不水平，其运动就不是平抛运动而是斜抛运动，那么就会引起误差．应以斜槽末端小球重心所在的位置为坐标原点，否则会引起误差．由y ＝12gt 2，x ＝v 0t ，知v 0＝x·g 2y. 其中x 、y 均由刻度尺进行测量的，计算点距抛出点O 越远，x 、y 值就越大，则误差就越小．所以B 、C 选项正确．归纳总结深刻理解实验的原理，保证小球做平抛运动的条件及小球平抛的初速度相同.题型 ② 平抛运动的初速度典例2答案见解析解析为了求出平抛物体的初速度，要画出三条等距(Δx)、平行于y轴的竖直线与轨迹分别交于A、B、C三点，如右图所示．然后分别过A、B、C三点作三条水平线，则设A、B两点间竖直距离为y1，A、C两点间竖直距离为y2，根据以上数据就可计算出v0.设t为相邻两点的时间间隔，则有Δy＝y BC－y AB＝gt2即(y2－y1)－y1＝gt2①又Δx＝v0t，v0＝Δx t②将①②两式联立，解得v0＝Δx g y2－2y1拓展探究答案(1)1.4 m/s(2)4l l 2解析(1)求v0：由图可知，相邻两点间水平距离相等，则经历的时间相等则y2－y1＝gT2，所以T＝4lg，又x＝8l＝v0T所以v0＝8l·g4l＝4gl＝4×9.8×1.25×10－2m/s ＝1.4 m/s(2)求抛出点坐标v by＝y ab＋y bc2T＝6lT，v by＝gt bb时间为t b) →b时间为t b)a时间为t a＝t b－T＝9lg－4lg＝lg→a时间为t a＝t b－T＝9lg－4lg＝lgO到a水平Δx＝v0t a＝4lO到a竖直Δy＝12gt2a＝12l所以O点在a点左侧水平距离4l，竖直向上l2处，如下图所示．归纳总结利用轨迹去求抛出的初速度，或某一点的速度，解决这类问题的依据有两条：一是平抛物体运动的实验原理，二是匀速直线运动的轨迹，列出方程Δy ＝aT 2和Δx ＝v 0T ，再根据相邻两记录点间的有关数据求解.题型 ③ 探究规律的创新应用典例3 答案 AC解析 在汽车落地之前，可从左边一幅照片得出水平间距Δx ，汽车水平分速度大小v x ＝Δx Δt，Δt 为间隔时间． 从中间一幅照片可知落地前一个Δt 内的竖直位移Δy ，由此可以求得最大高度和从最高点至落地点所用时间，设此时间为t ，则Δy ＝12gt 2－12g(t －Δt )2 求得t 后，由h ＝12gt 2可求得高度． 由中间一幅照片也可知汽车在Δt 内的水平位移，因此也可得v 0.至于右边一幅，由于汽车落地时刻不一定是闪光拍摄时刻，有可能是汽车落地后过了一段时间才闪光，并且当汽车落地时由于地面作用而使水平速度一般会改变，因此无法由右边照片求v 0.故本题选项A 、C 正确．归纳总结此类题目重在考查对平抛运动规律的理解及应用，因此掌握平抛运动的规律是解题的前提条件．平抛运动可以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，其中水平初速度为v 0，所以水平位移是x ＝v 0t ；竖直位移y ＝12gt 2，所以t ＝ 2h g .。
53实验：研究_平抛运动导学案.doc
研究平抛运动导学案【课前预习】一、实验目的1.知道平抛运动的条件及相应控制方法2.知道用实验获得平抛轨迹的方法3.知道判断轨迹是否是抛物线的方法.4.知道测量初速度时需要测量的物理量，会推导平抛初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度.二、实验原理1.获得轨迹的方法：2.初速度的表达式：三、实验器材四、实验步骤1.安装问题1：斜槽末端为何要水平？问题2：如何调节斜槽末端水平？2.建立坐标系问题1：何取坐标原点？问题2：重垂线的作用？3.实验获取点迹问题1：对小球每次从斜槽上滚下的位置有何要求？问题2：如何获取点迹？4.取纸描点得轨迹五、数据处理1.轨迹上任取一点求初速度：2.在轨迹上任取三点A、B、C,使A、B间及B、C间的水平距离相等，利用平抛运动规律求初速度六、注意事项及误差分析注意事项:误差分析：【课内探究】在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.6cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则：小球的初速度的计算式为v＜）= （用L、g表示），其值是（g取10m/s2）小球在b点的速率为（取两位有效数字）【当堂检测】1、在做“研究平抛运动”的实验中时：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.弹簧测力计F.重垂线实验中，下列说法正确的是A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B.斜槽轨道末端可以不水平C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些D.斜槽轨道必须光滑E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来2、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，速度既不太大，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.保证小球运动的轨迹是一条抛物线3、在“探究平抛运动的规律“实验中，小球做平抛运动的坐标原点是（设小球半径为r）A.斜槽口末端。
5.3《研究平抛运动》导学案
5.3 实验：研究平抛运动导学案命题组：物理组【学习目标】1、通过实验获得物体做平抛运动的轨迹2、通过轨迹研究平抛运动的特点【知识回顾】1、平抛运动2、平抛运动的性质3、平抛运动的处理方法将平抛运动分解为：水平方向的和竖直方向的运动两个分运动。
【实验探究】一、通过实验获得物体做平抛运动的轨迹1、阅读课本P12参考案例，简要写出这三个获得轨迹的办法，并且分组讨论其优缺点和可行性（1）（2）（3）2、根据学校实验室给出的实验仪器获得小球做平抛运动的轨迹〖器材〗〖步骤〗〖注意事项〗（1）贴有坐标纸的板要处在竖直平面内，小球的运动轨迹与板平行。
如何来检验？（2）调节斜槽末端水平，使小球飞出时的速度是水平方向。
如何来检验？（4）在斜槽末端的上方标出坐标原点（球心在坐标纸上的投影）。
（5）每次从同一高度无初速释放小球。
为什么？（6）描点时，应使视线与所描的点齐平。
二、通过轨迹研究平抛运动的特点1、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线【提示：方法见课本P11，请附上你的实验图纸】2、计算平抛运动物体的初速度【提示：在你获得的平抛运动轨迹上任取一点M，按照课本的方法计算小球的初速度】【当堂检测】1、物体在平抛运动中，在相等时间内，下列哪个物理量相等（）A、位移B、水平方向的位移C、竖直方向的位移D、速度的变化量2、质量为m的子弹在h=10m高处以800m/s的水平速度射出枪口，质量为M（已知M＞m）的物体也在同一地方同时以10m/s的水平速度抛出。
（不计空气阻力）则有（）A、子弹和物体同时落体B、子弹落地比物体迟C、子弹水平飞行距离较长D、无法确定3、下列哪些因素会使“研究平抛运动的规律”实验误差增大（）A、小球与斜槽之间有摩擦B、安装斜槽时其末端不水平C、建立坐标系时，以斜槽末端位置为坐标原点D、根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远4、如右图所示是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是0.54cm。
(完整版)第五章曲线运动第3节实验：研究平抛运动导学案
第五章 第3节 实验：研究平抛运动一、描绘平抛运动的轨迹1.实验原理用描迹法(或喷水法或频闪照相法)得到物体做平抛运动的轨迹.2.实验器材(以斜槽轨道实验为例)斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁架台.3.实验步骤(1)按图甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止).(2)固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线呈水平方向.(3)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影点为坐标原点O ，过O 点画出竖直的y 轴和水平的x 轴.(4)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法，在小球运动路线上描下若干点.(5)将坐标纸从木板上取下，从O 点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图乙所示.4.注意事项(1)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，若小球静止，则斜槽末端水平).(2)方木板必须处于竖直平面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直.(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放.(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.(5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.二、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线方法一 公式法(1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点，建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标应具有y ＝ax 2的关系，而且同一轨迹a 是一个确定的值.(2)验证方法用刻度尺测量几个点的x 、y 两个坐标，分别代入y ＝ax 2中求出常量a ，看计算得到的a 值在误差允许的范围内是否是一个常数.方法二 图象法建立y －x 2坐标系，根据所测量的各个点的x 、y 坐标值分别计算出对应的y 值和x 2值，在y －x 2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a 值.2.计算初速度在小球平抛运动轨迹上任取一点，用刻度尺测出它的坐标(x ，y )，利用公式y ＝12gt 2和x ＝v 0t ，求出小球做平抛运动的初速度v 0(g 已知)，多求几个点然后求出v 0的平均值.班级： 姓名：知识点一平抛运动实验的原理与实验操作例1. 在“研究平抛运动”实验中.(1)如图是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________.A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中，下列说法正确的是________.A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重锤线确定(2)如图是利用图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________.A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平(3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是()练习1.在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球的平抛运动轨迹，并求出平抛运动的初速度．实验装置如图所示．(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法：_________________________ ____________________________________________________________.(2)关于这个实验，以下说法正确的是()A．小球释放的初始位置越高越好B．每次小球要从同一高度由静止释放C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直D．小球的平抛运动要靠近但不接触木板知识点二计算平抛运动的初速度例2.如图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图.计算小球平抛初速度的公式v0＝________，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝______ m/s.(g取9.8 m/s2)练习2. 某同学在做“研究平抛运动”实验时得到了如图所示的运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：(1)小球平抛的初速度为________m/s.(g取10 m/s2)(2)小球运动到b点时速度大小v b＝________，方向________.(3)小球抛出点的位置坐标x＝________cm，y＝________cm.知识点三创新实验设计例3. 某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′、…)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上.实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放.每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图乙所示.(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________.每次让小球从同一位置由静止释放，是为了________________________________________________________________________.(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了________________________.(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹.练习3.某物理实验小组利用如图所示装置测量小球做平抛运动的初速度。
物理必修二学案53实验研究平抛运动
5.3 《实验：研究平抛运动》导学案【学习目标】1、知道常见的几种获取平抛运动轨迹的方法；2、掌握判断平抛运动的轨迹是不是抛物线方法；3、会根据平抛运动的轨迹计算平抛物体的初速度；【重点难点】由实验理论分析探究平抛运动轨迹、初速度。
【学法指导】通读教材，理解与之相关的基础知识，用红笔画出不懂的地方，完成学案和课后习题【知识链接】1、平抛运动的定义：；2、条件：；3、特点：；【学习过程】一、常见的几种获取平抛运动轨迹的方法：学生自主学习课本14页参考案例①②③二、实验原理平抛运动可以看作是两个分运动的和运动；一个水平方向的____________ ，其速度等于平抛物体运动的________；另一个是竖直方向的___________ ，通过实验确定作平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标，利用公式_________ 和__________ 就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的速度v=__________ .0三、实验器材：斜槽轨道、小球、木板、白纸、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等.四、实验步骤描绘平抛运动的轨迹，建立水平、竖直的直角坐标系，通过研究水平和竖直两个方向的位移时间关系，获得各分运动的确切情况。
实验步骤：安装斜槽轨道，使其末端保持水平；1. 。
检查斜槽末端部分是否水平的方法固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线2.呈水平方向；。
：检验坐标纸是否竖直的方法画出竖直向下为坐标原点，从坐标原点0建立直角坐标系xoy：以小球做平抛运动的起点03.x轴。
的y轴和水平向右的O的方法是：确定坐标原点球点开始做平抛运动。
先用眼睛粗略地估计小让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下，由04．让小球从原释放处开始滚然后用铅笔尖指着这个位置，的y值，如x=1 cm或2 cm等)在某一x值处(下，看是否与铅笔尖相碰，如此重复数次，较准确地确定小球通过的这个位置，并在坐标纸上记下这一点。
《5.3实验：探究平抛运动的特点》导学案
5.3 实验：探究平抛运动的特点【学习目标】1、能说出抛体运动和平抛运动的定义，会用运动分解的方法研究平抛运动。
2、会设计实验探究平抛运动两个分运动的特点，会描绘平抛运动的轨迹。
3、根据实验现象和轨迹，猜想并探究平抛运动在水平和竖直方向运动性质。
【重点、难点】1.通过实验探究，明确平抛运动的水平和竖直方向分运动的特点。
2.利用实验方法描绘平抛运动的轨迹。
【教学流程】一、温故知新引入新课1、物体做曲线运动的条件：2、自由落体运动的规律公式：、、二、自主学习初步感知1、抛体运动：2、平抛运动：3、实验思路：平抛运动是曲线运动，速度和位移的都在时刻变化，按照把复杂的曲线运动分解为不同方向上两个相对简单的运动的思路，分别研究物体在这两个方向运动的特点。
4、做平抛运动的物体是沿着方向抛出的，在运动过程中只受到竖直向下的作用，因此，可将平抛运动分解为方向的分运动和方向的分运动。
这两个方向的分运动特点研究清楚了，平抛运动的规律就清楚了。
三、设计实验合作探究方案一：频闪照相(或录制视频)的方法(1)通过频闪照相(或视频录制)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)；(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；(3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置；(4)测量出经过,2,3，…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律步骤1、探究平抛运动在竖直方向上的运动如右图，用小锤击打金属片C后，A沿水平方向抛出，做运动；B被释放，自由下落，做运动。
操作（注意底面水平）①改变装置距地面高度h。
②改变小锤打的力度（改变A的初速度V0）现象：无论A、B处于怎样的高度，A具有怎样的初速度， A、B落地时间（填“相同”或“不相同”）结论：做平抛运动的A球在竖直方向的分运动是。
原理：合运动与分运动的性。
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点1.装置和实验(1)如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平装置的可上下调节的向背板倾斜的挡板.(2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行.钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹.(3)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上 (选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置.(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在木板上的投影点为坐标原点，过点画出竖直的轴和水平的x轴.(5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来得到钢球做平抛运动的轨迹.(6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点.(7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向，平抛运动水平方向为_____ .四、实验操作注意事项：(1)实验中必须调整斜槽末端的切线 (将小球放在斜槽末端水平部分，若小球，则斜槽末端水平).(2)背板必须处于面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否 .(3)小球每次必须从斜槽上由静止释放.(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时钢球在木板上的投影点.(5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.五、学以致用巩固提高1、在探究平抛运动的特点时，可以选用图中两种装置进行研究.(1)图甲的实验现象是______________.该现象说明平抛运动的______________________.(2)图乙是实验室内研究平抛运动的装置.为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都使钢球在弧形槽上__ ___ 位置由 __ ___滚下.2、在做“探究平抛运动的特点”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上________.A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置必须不同C.每次必须由静止释放小球D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F.将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线3、用如图所示的装置探究平抛运动的特点，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁球，从轨道A射出的小铁球做平抛运动，从轨道B射出的小铁球做匀速直线运动.板上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D可分别沿轨道A、B 移动.在轨道A出口处有一个碰撞开关S，用以控制电磁铁E的电源的通断，电磁铁E可以沿水平杆MN移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A末端射出的小铁球的中心在同一水平线上.(1)实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________；A.保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小B.保证小铁球飞出时，初速度水平C.保证小铁球在空中运动的时间每次都相等D.保证小铁球运动的轨迹是一条抛物线（2)若轨道A、B出口方向水平，将小铁球1、2从斜槽相同高度由静止同时释放，则可看到的现象是___ _。
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班级：姓名：组号
5．3 实验：研究平抛运动导学案
【课前预习】
一、实验目的
1．知道平抛运动的条件及相应控制方法
2．知道用实验获得平抛轨迹的方法
3．知道判断轨迹是否是抛物线的方法.
4．知道测量初速度时需要测量的物理量，会推导平抛初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度.
二、实验原理
1. 获得轨迹的方法：
2. 初速度的表达式：
三、实验器材
四、实验步骤
1. 安装
问题1：斜槽末端为何要水平？
问题2：如何调节斜槽末端水平？
2. 建立坐标系
问题1：何取坐标原点？
问题2：重垂线的作用？
3. 实验获取点迹
问题1：对小球每次从斜槽上滚下的位置有何要求？
问题2：如何获取点迹？
4. 取纸描点得轨迹
五、数据处理
1. 轨迹上任取一点求初速度：
2. 在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距离相等，利
用平抛运动规律求初速度
六、注意事项及误差分析
注意事项：
误差分析：
【课内探究】
在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.6cm, 若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则：小球的初速度的计算式为v0= （用L、g表示），
其值是（g取10m/s2）
小球在b点的速率为（取两位有效数字）
【当堂检测】
1、在做“研究平抛运动”的实验中时：
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. 弹簧测力计 F. 重垂线实验中，下列说法正确的是
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B．斜槽轨道末端可以不水平
C．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
D．斜槽轨道必须光滑
E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
2、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，速度既不太大，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．保证小球运动的轨迹是一条抛物线
3、在“探究平抛运动的规律“实验中，小球做平抛运动的坐标原点是（设小球
半径为r）
A．斜槽口末端O点
B．槽口O点正上方r处
C．槽口O点正前方r处
D．槽口O点正上方2r处。