3 实验：研究平抛运动
3 实验：研究平抛运动
b
c
d
8.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1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，每次让小球从斜轨的同一位置由
静止释放。等打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向 纸面内侧平移距离d。
上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。
用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白 纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。 保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑， 用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
4.实验演示
5.注意事项
(1)斜槽末端的切线必须水平。 (2)方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖
观察结果:两球同时落地 【实验结论】 平抛运动竖直方向的运动
是自由落体运动
三、描绘平抛运动的轨迹 探究思路： 1.设法通过实验得到平抛运动的轨迹， 2.在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所到达的位置， 3.测量两相邻位置间的水平、竖直位移，分析这些位移的特 点. 1.实验器材
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅
垂线、直尺、三角板、铅笔等。
2.实验原理 平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一 个是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由 落体运动。令小球做平抛运动，利用描点法描出小球的运
动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。
测出曲线上某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数 1 值，利用公式 y gt 2 求出小球飞行时间t = 2y ，再利用 2 g 公式 x vt ，求出小球的水平分速度 v = x g ，即为小球 2y 做平抛运动的初速度。
3实验研究平抛运动
• 由题中所建立的坐标系得出抛出点坐标为 (-10cm，-5cm)
在做“ 研究平抛运动” 例 1 在做 “ 研究平抛运动 ” 的实验时 让小球多次沿同一轨道运动， ， 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， 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， 下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面 A C E 的字母填在横线上：＿＿＿＿＿ 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 记录小球位置用的木条(或凹槽) 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 小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸) E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触 将球的位置记录在纸上后，取下纸， F． 将球的位置记录在纸上后 ， 取下纸 ， 用直尺将点 连 成折线
选点 编号 1 2 3 4 5
竖直 位移 y(m)
水平 位移 x(m)
初速度 时间 速度 平均值 t(s) v0(m/s) (m/s) v0
ห้องสมุดไป่ตู้
• 五、实验中的误差分析 • 1.安装斜槽时，其末端切线不平而产生误差. • 2.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐 标原点，实际上以球的球心在木板上的水平 投影点为坐标原点. • 3.数据测量时，测量不准确而产生误差. • 4.确定小球位置不准确而产生误差.
0.20
• 设从抛出点运动到B点所用时间为t， • 则
2.0 t= = s=0.20s g 10 vBy
5.3 实验：研究平抛运动参考答案+详细解答
3．实验：研究平抛运动一、实验原理1．利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹．2．建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y＝ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线．3．测出轨迹上某点的坐标x、y，据x＝v0t、y＝12gt2得初速度v0＝x·g2y.二、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．三、实验步骤方法一：描迹法1．安装调整(1)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．(2)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．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(1)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．(2)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．(3)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，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．四、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y＝ax2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，则说明所描绘得出的曲线为抛物线．(2)图象法：建立yx2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y ＝12gt 2和x ＝v 0t ，求出小球做平抛运动的初速度v 0，最后算出v 0的平均值．A B C D E F x /mm y /mmv 0＝x g 2y /(m·s －1)v 0的平均值五、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，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．六、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．【例1】(1)在做“研究平抛运动”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有________．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(2)(多选)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 ．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 ．斜槽轨道末端可以不水平(3)(多选)引起实验结果偏差较大的原因可能是________．A ．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平B ．确定Oy 轴时，没有用重垂线C ．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦D ．空气阻力对小球运动有较大影响[解析](1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置，描绘小球的运动轨迹，需要利用重垂线确定坐标轴的y 轴．故C 、F 是需要的．(2)使小球从斜槽上同一位置滚下，才能保证每次的轨迹相同，A 正确．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，B 错误．实验中记录的点越多，轨迹越精确，C 正确．斜槽末端必须水平，才能保证小球离开斜槽后做平抛运动，D 错误．(3)小球从斜槽末端飞出时，斜槽切线不水平，y 轴方向不沿竖直方向，空气阻力对小球运动有较大影响，都会影响小球的运动轨迹或计数点的坐标值，从而引起较大的实验误差，而斜槽不绝对光滑只会影响小球平抛的初速度大小，不会影响实验结果偏差大小，故A 、B 、D 正确．[答案](1)C 、F (2)AC (3)ABD【例2】在“研究平抛物体的运动”的实验中：(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是___________________________________________________________________________________________________________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y 轴，竖直线是用________来确定的．(3)某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)该同学在轨迹上任取一点M ，测得坐标为(x ，y )，则初速度的测量值为________，测量值比真实值要________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．[解析](1)斜槽水平时小球处处平衡，放在槽口能静止不动．(2)用重锤线来确定竖直线最准确．(3)描绘小球的运动轨迹时应是描绘球心的位置，因此坐标原点应在平抛起点的球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点．(4)根据x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，两式联立得：v 0＝x g 2y ，因为坐标原点靠下，造成y 值偏小，从而v 0偏大．[答案](1)将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止(2)重垂线(3)坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点(4)v 0＝x g 2y偏大 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 2．两个同学根据不同的实验条件，进行了“研究平抛运动”的实验：甲乙(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，使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，改变小锤击打的力度，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v 0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，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出．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______________ ________________________________________________________________.[解析](1)通过对照实验，说明两球具有等时性，由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．(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．[答案](1)做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球做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动3．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．甲乙(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的．答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________．(4)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.[解析](1)从O点开始作平行重垂线向下的直线为Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴．如图所示．(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使底端切线沿水平方向．(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下．(4)由于x＝v0t，y＝12gt2，故初速度v0＝x g2y，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝1.6m/s.[答案](1)图见解析利用重垂线作Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴(2)底端切线沿水平方向(3)每次都从同一高度处无初速度滚下(4)x g2y 1.64．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为9.8cm，当地的重力加速度为g＝9.8m/s2.(1)若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为平面直角坐标系的正方向，则没有被拍摄到的小球(在图中没有方格的区域内)位置坐标为__________[用图中格数表示坐标，比如图中标记为2的小球坐标为：(2,1)]．(2)小球平抛的初速度大小为________m/s.[解析](1)根据平抛运动的特点，在水平方向上位移相等，所以相邻计数点间的水平距离相等，故水平方向的坐标为x＝3×2×9.8cm＝58.8cm；在竖直方向上做自由落体运动，故在相等时间内走过的位移差为一定值，所以竖直方向的坐标为y＝(1＋2＋3)×9.8cm＝58.8cm；故没有被拍摄到的小球位置坐标为(58.8,58.8)．(2)根据逐差法可得Δh ＝gt 2得t ＝9.8×10－29.8s ＝0.1s ，在水平方向上做匀速直线运动，故v 0＝x t ＝2×9.8×10－20.1m/s ＝1.96m/s.[答案](58.8,58.8) 1.965．试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”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(并在示意图中用字母标出)为________；(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___________________________．[解析]根据研究平抛运动的实验原理及平抛运动的规律，可以使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度求出时间，再测出水平位移求出其平抛的初速度．y ＝12gt 2，t ＝2y g ，而x ＝v 0t ，所以v 0＝x t ＝x g 2y .[答案](1)如图(2)保持弹射器水平(3)弹丸从弹出到落地水平位移为x ，下落高度y (4)多次实验，求平均值(5)v 0＝xg 2y 6．如图所示为喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小刻度为毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究：(1)已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，找出研究其竖直分运动的方法，并证明竖直分运动是自由落体运动；(2)若g ＝10m/s 2，试求水流喷出的速度．[解析](1)根据水平方向是匀速运动，可以按水平方向距离都等于2cm 选取几个点，发现这几个点恰好落在坐标纸的交点上，如(2,1)、(4,4)、(6,9)等，可见在相等的时间间隔内，竖直方向的位移之比恰好等于1∶3∶5，从而证明了平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．(2)观察发现，水流在水平方向的位移是0.04m 时，竖直方向的位移也是0.04m ，根据h ＝12gt 2，得t ＝2h g ＝2×0.0410s ＝0.0894s ，则水流喷出的速度v 0＝x t ＝0.040.0894m/s ＝0.447m/s ．[答案](1)见解析(2)0.447m/s。
实验课 3实验：研究平抛运动
3实验：研究平抛运动[学习目标] 1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹.2.会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线.3.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度.4.掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法.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1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).图1(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，建立平面直角坐标系后，轨迹上各点的坐标应具有y＝ax2的关系，而且同一轨迹对应的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＝ax2中求出a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常量.方法二图象法建立y－x2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x2值，在y －x2坐标系中描点，连接各点看是否在同一条直线上，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＝12gt2和x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0(g已知)，多求几个点然后求出v0的平均值.一、研究平抛运动的实验原理与方法例1在探究平抛运动的规律时，可以选用图2中几种装置进行研究.图2(1)图甲的实验现象是.该现象说明平抛运动的.(2)图乙装置可通过获得稳定的细水柱来描绘平抛运动的轨迹，其中能获得稳定的细水柱的过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管 (填“A ”或“B ”)处.(3)图丙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.答案 (1)两小球总是同时落地 竖直分运动是自由落体运动 (2)A (3)同一 静止解析 (1)图甲装置用来研究平抛物体在竖直方向的运动规律，观察实验发现两小球总是同时落地，可知做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动. (2)图乙是描绘平抛运动轨迹的装置，其中能获得稳定的细水柱的过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管A 处，这时因为竖直管与大气相通，管内为外界大气压强，保证竖直管上出口处的压强为大气压强，因而弯管的上端口处与竖直管上出口处有恒定的压强差，可保证弯管口处压强恒定，从而使水流速度恒定，减小实验误差.(3)图丙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，每次释放时都应使钢球在弧形槽上同一位置由静止滚下，保证其做平抛运动的初速度相同，从而保证轨迹是一定的.二、计算平抛运动的初速度计算平抛运动的初速度可以分为两种情况(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点，测出该点离坐标原点的水平位移x 及竖直位移y ，就可求出初速度v 0.因x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，故v 0＝x g 2y.图3(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)在轨迹上任取三点A 、B 、C (如图3所示)，使A 、B 间及B 、C 间的水平距离相等，设为x ，由平抛运动的规律可知A 、B 间与B 、C 间所用时间相等，设为t ，重力加速度为g ，则Δh ＝h BC －h AB ＝gt 2所以t ＝h BC －h AB g所以初速度v 0＝x t ＝x g h BC －h AB. 例2 某同学在做“研究平抛运动”实验时得到了如图4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：图4(1)小球平抛的初速度为 m /s ；(g 取10 m /s 2)(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.答案 (1)2 (2)2.5 m/s 与x 轴方向夹角为37° (3)－10 －1.25解析 (1)由平抛运动公式，在x 轴方向上x ab ＝v 0T ，在竖直方向上h bc －h ab ＝gT 2，代入数据解得T ＝0.1 s ，v 0＝2 m/s.(2)小球经过b 点时竖直分速度v by ＝h ac 2T＝1.5 m/s ，则v b ＝v 02＋v by 2＝2.5 m/s ，与x 轴方向的夹角为θ，tan θ＝34，即θ＝37°. (3)小球从开始运动到经过b 点时历时t b ＝v by g＝0.15 s ，说明小球经过a 点时已经运动了t a ＝0.05 s ，所以小球抛出点的坐标x ＝－v 0t a ＝－10 cm ，y ＝－12gt a 2＝－1.25 cm.根据平抛运动轨迹测定初速度时，不要随便把题目所提供的第一个记录点当成平抛运动的抛出点.可利用自由落体运动在竖直方向上连续相同时间内下落高度之比为1∶3∶5…的关系来判断第一个记录点是否为抛出点，若不是，只能由Δh ＝gT 2求出时间间隔.针对训练 如图5所示是采用频闪照相的方法拍摄到的“小球做平抛运动”的照片.背景标尺每小格边长均为L ＝5 cm ，则由图可求得拍摄时每 s 曝光一次，平抛运动的初速度为 m /s(已知重力加速度为10 m/s 2).图5答案0.1 1解析设每次曝光时间间隔为T，在竖直方向，根据公式Δh＝aT2，可知2L＝gT2，则T＝2L g＝0.1 s；小球在水平方向做匀速直线运动，则v0＝xT＝2LT＝1 m/s.三、创新实验设计例3(2019·定远育才学校第二学期期末)在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图6所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上，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＝10.00 cm，A、B间距离y1＝5.02 cm，B、C间距离y2＝14.82 cm.请回答以下问题：(g＝9.80 m/s2)图6(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0＝m/s.(结果保留三位有效数字)答案(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同(2)xgy2－y1(3)1.00解析(1)为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放；(2)在竖直方向上：Δy ＝y 2－y 1＝gt 2t ＝y 2－y 1g水平方向上：x ＝v 0t初速度：v 0＝x t ＝x g y 2－y 1； (3)代入数据求得：v 0＝1.00 m/s.1.(2019·枣庄八中期中)(1)在做“研究平抛运动”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(2)在“研究平抛运动”的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸分别如图7甲、乙所示，从图中明显看出甲的实验错误是 ，乙的实验错误是 .图7答案 (1)ACE (2)斜槽末端不水平 每次静止释放小球的位置不同解析 (1)通过调节使斜槽的末端保持水平，可以确保初速度水平，每次释放小球的位置必须相同且由静止释放，这样才能保证初速度相同，记录距离大致均匀，便于描轨迹即可，小球运动时不与木板上的白纸(或方格纸)相接触，防止影响运动轨迹，最后应将点用平滑的曲线相连，故选A 、C 、E.(2)用平滑曲线描绘出小球的运动轨迹，不难看出题图甲中小球的初速度明显不沿水平方向，故可推知斜槽末端不水平.题图乙中描绘的点零乱，难以形成一条平滑曲线，可推知初速度不是每次都相同，即每次静止释放小球的位置不同.2.(2019·蚌埠市第二学期期末学业水平监测)某物理兴趣小组在研究“平抛运动的规律”的实验时，分成两组，其中一个实验小组让小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到如图8所示的照片，已知每个小方格边长为10 cm，当地的重力加速度g取10 m/s2，其中第4点处的位置已被污迹覆盖.图8(1)若以拍摄的第1点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立平面直角坐标系，被拍摄的小球在第4点的位置坐标为( cm，cm)；(2)小球平抛的初速度大小为m/s；(3)另一个实验小组的同学正确地进行了实验并正确地描绘了运动轨迹，测量了轨迹上的不同点的坐标值，根据所测到的数据以y为纵轴、x2为横轴，在坐标纸上画出对应的图象为过原点的倾斜直线，并测出直线斜率为2，则平抛运动的初速度v0＝m/s.答案(1)6060(2)2(3)10 21.如图1所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开接触开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落，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两个小球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后()图1A.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答案 C2.如图2所示，在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌面飞出后做平抛运动.用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度(重力加速度为g )( )图2A.钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度B.水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离C.钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离D.钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离答案 B解析 钢球沿桌面飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律得y ＝12gt 2，x ＝v 0t ，联立解得v 0＝x g 2y，故要求出钢球离开水平桌面时的速度，需测量水平桌面的高度y 、钢球落地点与桌边的水平距离x ，B 项正确.3.(多选)假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图3所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的频闪照片的一部分.已知照片上方格的实际边长为a ，频闪周期为T ，据此可以得出( )图3A.月球上的重力加速度为a T2 B.小球平抛的初速度为3a TC.照片上A 点一定是平抛的起始位置D.小球运动到D 点时速度大小为6a T答案 BC解析 由频闪照片可知，在竖直方向上，相邻相等时间内小球位移差为2a ，由Δy ＝gT 2可得，月球上的重力加速度g ＝2a T2，选项A 错误；由小球在水平方向上做匀速直线运动可得3a ＝v 0T ，解得v 0＝3a T ，选项B 正确；小球在抛出后第1个T 时间内竖直方向位移y 1＝12gT 2＝12×2a T2×T 2＝a ，所以照片上A 点一定是平抛的起始位置，选项C 正确；小球运动到D 点时竖直速度v y＝g ·3T ＝2a T 2×3T ＝6a T ，水平速度为v 0＝3a T，小球运动到D 点时速度大小为v ＝v 02＋v y 2＝35a T，选项D 错误. 4.(2019·新乡市高一下学期期末)用如图4所示的装置研究平抛运动，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.图4(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 出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度静止释放，小铁球落在轨道B 的P 点，将电磁铁E 移至P 点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P 点的是 ；(3)若轨道A 、B 出口均水平，调节小铁球3的水平位置多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做 运动.答案 (1)B (2)小铁球1 (3)自由落体解析 (1)平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时，初速度水平，实验中，轨道A 末端的切线必须是水平的，B 正确；(2)由于轨道A 出口向下倾斜，则射出后，小铁球1有竖直方向上的初速度，并且与小铁球3下降的高度相同，而小铁球3竖直方向上的初速度为零，故小铁球1先到达P 点；(3)发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，说明两者在竖直方向上的运动性质相同，故说明小铁球1在竖直方向上做自由落体运动.5.在“研究平抛物体的运动”的实验中：(1)为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择下列的 .A.实心小铁球B.空心小铁球C.实心小木球D.以上三种球都可以(2)高一某班一同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机(每隔相等时间T 拍一次照片)拍摄小球在空中的位置.如图5所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8 mm ，如果取g ＝10 m/s 2，那么：图5①照相机的频闪周期T ＝ s ；②小球做平抛运动的水平初速度大小是 m/s.答案 (1)A (2)①0.04 ②0.6解析 (1)为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小、质量较大的小球，故选实心小铁球，故选项A 正确；(2)①在竖直方向上，根据Δy ＝2L ＝gT 2得：T ＝2L g ＝0.04 s ②小球平抛运动的初速度大小为：v 0＝3L T＝0.6 m/s. 6.(2019·陆川中学高一下学期期末)在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动初速度.实验装置如图6甲所示.图6(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端是否水平，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.实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直D.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示.在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1＝x2＝12.40 cm，取g＝10 m/s2，则小球平抛运动的初速度大小为m/s.答案(1)将小球放在槽的末端，看小球能否静止(2)BCD(3)1.247.(2019·雅礼中学期中)图7甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.图7(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球平抛.(2)图乙是实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s.(g ＝9.8 m/s 2)(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L ＝5 cm ，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m /s ，小球运动到B 点的竖直分速度为 m/s ，平抛运动初位置的坐标为 (如图丙所示，以O 点为原点，水平向右为x 轴正方向，竖直向下为y 轴正方向，g ＝10 m/s 2).答案 (1)水平 初速度相同(2)1.2 (3)2.0 2.0 (－0.1 m,0)解析 (1)平抛物体的初速度方向为水平方向，故应调节实验装置直到斜槽末端切线保持水平；每次让小球从同一位置由静止释放，小球滑下的高度相同才能保证每次平抛得到相同的初速度.(2)根据平抛运动规律h ＝12gt 2，x ＝v 0t 代入数据解得v 0＝1.2 m/s(3)由题图丙可知，从A 到B 和从B 到C ，小球水平方向通过的位移相等，故两段运动时间相同.由h BC －h AB ＝g (Δt )2可得Δt ＝0.1 s所以v 0＝x AB Δt＝2.0 m/s v By ＝h AC 2Δt＝2.0 m/s 则小球从抛出点运动到B 点时所经过的时间t B ＝v By g＝0.2 s ，故平抛运动初位置的水平坐标x ＝6×0.05 m －v 0t B ＝－0.1 m ，竖直坐标y ＝4×0.05 m －12gt B 2＝0，所以平抛运动初位置的坐标为(－0.1 m,0).。
实验：研究平抛运动
三、课堂练习
某科学兴趣小组利用下列装置验证小球平抛运动规 律，设计方案如图(甲)所示，用轻质细线拴接一小球， 在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆 至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬 线长为L，悬点到木板的距离OO′＝h(h>L)。
三、课堂练习
(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：____。 (2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上 的C点，O′C＝s，则小球做平抛运动的初速度v0＝_____。 (3)在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线 与竖直方向的夹角θ，小球落点与O′点的水平距离s将随之 改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cosθ为横坐标，得到 如图(乙)所示图象。则当θ＝30°时，s为________m。
二、参考案例
二、描迹法描绘平抛运动的轨迹（参考案例一）
4、注意事项： (1)实验中必须保持斜槽末端水平。 (2) 坐标原点应选小球在斜槽末端时球心位置；要用 重垂线检查木板、坐标纸上的竖直线是否竖直。 (3)小球必须每次从斜槽上相同的位置由静止滚下。 (4)实验时，先根据轨迹预判小球通过的位置，然后 可用一铅笔置于小球将要经过的位置，如果小球击中铅笔， 则该点是小球运动轨迹上一点。 (5)描出的点应在坐标纸上较为均匀分布。
二、参考案例
二、描迹法描绘平抛运动的轨迹（参考案例一） 利用实验室的斜面小槽等 器材装配下图所示的装置。钢 球从斜槽上滚下，通过水平槽 飞出后做平抛运动。竖直白纸 上记录钢球所经过的多个位置， 用光滑曲线将各点连起来，从 而得到钢球做平抛运动的轨迹。
二、参考案例
二、描迹法描绘平抛运动的轨迹（参考案例一） 1、实验原理：描迹法描绘平抛运动的轨迹 2、实验器材： 斜槽(附金属小球)、木板及竖直固定的支架、白纸、 图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔。 3、实验疑难： （1）如何使小钢球从斜槽末端飞出做平抛运动？ （2）如何建立平面直角坐标系，坐标原点如何选 取？ （3）如何描点？
5.3实验：研究平抛运动
白纸
请思考:5.如何在图纸上记录竖直方向？ 请思考:4.如何确定小球的出发点？ 请思考:3.如何记录平抛小球各点的位置？ 请思考:2.如何保证每次平抛的初速度大小相同？ 请思考:1.如何保证平抛初速度沿水平方向？
实 验 步 骤
①安装调整斜槽:用图钉把白纸钉 在竖直板上,在木板的左上角固定 弧形槽,并使其末端保持水平; ②调整木板:用悬挂在槽口的铅垂 线把木板调整到竖直方向,并使木 板平面与小球下落的竖直面平行 且靠近,固定好木板;
O
O
甲
乙
【例】
5、如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获 得 的 相片 的 一部 分 ，图 中 背景 方 格的 边 长为 5cm， g=10m/s2，并把这一部分放在图中的坐标系内，则： (1)小球平抛运动的初速度v0=___m/s； 1.5 0.1 (2)闪光的时间间隔____s；
O x
2.5 (3)小球过B点的速率vB=___m/s。 (4)抛出点在A点上方高度为 0.1625 h=_______m处。
D．小球每次通过相同的水平位移所用时间均不同
3、在做“研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施
不能减小误差？（ A ） A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽末端部分轨道必须水平 C．使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近 D．小球每次应从斜槽上同一高度释放
4、在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上 滚下，在白纸上依次记下小球的位置，甲、乙两同学 得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出: 斜槽末端不水平 甲的实验错误是________________________. 每次释放小球的高度不同 乙的实验错误是________________________.
y
实验目的：
专题5.3 实验：研究平抛运动
第五章 曲线运动第3节 实验：研究平抛运动一、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线1．平抛运动的轨迹是一条_____，由于竖直方向只受_____作用，它的纵坐标的变化规律与_____的规律一样；2．要探究做平抛运动的物体在水平方向的运动特点，需要测量几段相等的时间内物体在水平方向上的位移，看这些位移是否相等，因此要在实验中设法得到平抛运动的轨迹，在平抛运动轨迹上找到每隔相等时间物体能到达的_____，测量两相邻位置间的_____，分析这些位移的特点。
二、计算平抛物体的初速度（1）根据平抛物体的_____可以计算物体的初速度；平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成，即x =_____，y =_____。
对运动的轨迹，建立坐标系，测量出x 、y ，再利用公式v 0=x t =_____，求出平抛物体的初速度。
曲线 重力 自由落体 位置 位移v 0t 运动轨迹 212gt 2g x y一、描迹法描绘平抛运动的轨迹（1）实验设计利用实验室的斜面小槽等器材安装成如图所示的装置。
钢球从斜槽上滚下，通过水平槽飞出后做平抛运动。
每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止释放，则钢球每次在空中做平抛运动的轨迹相同。
设法用铅笔描出小球经过的位置。
通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑的曲线将各点连起来，从而得到钢球做平抛运动的轨迹。
这样我们就可以利用运动轨迹研究平抛运动的性质并确定平抛运动中的各个物理量。
（2）实验器材末端水平的斜槽、木板、坐标纸、图钉、小球、刻度尺、重垂线、铅笔等。
（3）实验步骤①安装调整斜槽：将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查木板是否水平，即将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能静止在直轨道上的任意位置，则表明斜槽末端已调水平；②安装调整竖直平板：用图钉把坐标纸钉在竖直木板上，并用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直，然后固定竖直木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变；③确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽末端处小球球心所在的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴；④描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从O点开始做平抛运动，先用眼睛粗略地确定小球在某一x值处（如x=1 cm）的y值。
5-3第3节 实验：研究平抛运动
图 5 － 3－ 2
3．频闪照相法 用数码相机可记录下平抛运动的轨迹，如图5－ 3－ 3所示．由于相 邻两照片间的时间间隔 8 ____，只要测出相邻两照片上小球的水平位 移，就很容易判断出平抛运动水平方向上的分运动的特点．
答案： 1 匀速直线 1 2 4 gt 2 8 相等 5x g 2y 2 自由落体 3 v0t
核心解读————————————————————— 平抛运动轨迹的应用 1．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＝gt2.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的点． (2)过这些点作水平线与轨迹分别交于A、B、 图 5－ 3－ 5 C 点，则这些点就是每经过相等时间物体所 到达的位置，如图5－3－5所示．
－
答案：2 Lg
0.70 m/s
反思：由上面的实际探究，可知平抛运动的物体在水平方向是做 匀速直线运动，而且由于 a与 b、 b与 c、 c与 d的水平距离相等，因此相 邻两点的时间间隔相等，故水平速度 v＝ x .竖直方向上做匀变速直线运 t
动，所以根据匀变速直线运动规律 ——连续、相邻、相等时间内的位 移差是一个常数，即 Δy＝ gt2，求出时间 t，代入上面的公式，即为所求 运动物体的速度大小．
即(y2－y1)－y1＝gt2.① Δx 又Δx＝v0t，t＝ .② v0 将①②两式联立，解得 v0＝
Δx g 答案： y2－2y1
Δx g . y2 － 2 y1
图 5－ 3－ 9
随堂反馈————————————————————— 1 ．在做“研究平抛运动”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．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
5.3实验：研究平抛运动 - 学生版
5.3实验：研究平抛运动课堂讲解：一．实验目的1、能根据运动轨迹分析实验数据，求出平抛物体的初速度。
二．实验原理1、运用平抛运动的规律：水平方向：0x v t =，竖直方向：三．实验器材斜槽、小球、铁架台、方木板、重锤和细线、米尺和三角板、铅笔、坐标纸、图钉四．实验步骤1、用图钉把坐标纸钉在竖直的方木板上。
如果木板不铅直将影响球的飞行，可能相撞或摩擦，因此要用铅锤线校准。
2、在紧靠木板的左上角固定斜槽。
固定斜槽时要使其末端 ，确保小球飞出作 ，可将小球置于平轨部分，若球平衡即可。
3、确定小球飞出时的初始位置即坐标原点O ，并过O 用铅锤线描出竖直线即y 轴。
坐标原点（即小球做平抛运动的起点）是球在槽口时其球心在竖直纸板上的水平投影点O ，即O 点在水平槽口端点正上方r 处。
4、把事先做好的带孔的卡片用手按在竖直木板上，调节卡片位置，使槽上滚下的小球正好从卡片孔穿过，用铅笔记下小球穿过孔时的位置。
小球每次应在 从斜槽上由 开始滚下，在斜轨上释放小球不宜用手指，而要用斜槽上的球夹或挡板（如尺子），这样做重复性好，能确保每次的 相同。
5、取下白纸，以O 点为原点再画一条水平向右的x 轴（与υ0方向相同）。
6、根据记下小球穿过孔的一系列点的位置，画出平滑曲线即为小球做平抛运动的轨迹。
五．数据处理1、计算平抛物体的初速度：在曲线上（轨迹上）选取距O 点远些的点测出它们的坐标（x ，y ），填入表中来计算球的初速度，最后取平均值。
六．实验结论平抛实验中小球作平抛运动轨迹是 线，其平抛初速度 。
七．注意事项1、安装斜槽时，其末端切线要保证水平，否则会造成小球并非做平抛运动，测量的数据不准确。
2、建立直角坐标系时，斜槽末端端口位置并不是坐标原点(实际上应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点)。
3、小球每次从槽上开始滚下的位置应相同，使得平抛初速度相同。
八．利用水平方向等距三点求平抛运动的初速度和抛出点坐标。
步骤：课堂巩固练习：1．如图所示，在研究平抛运动时，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，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2（多选）．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( )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3．在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用( )A．实心小铁球B．空心小铁球C．实心小木球D．以上三种小球都可以4．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5（多选）．下列哪些因素会使“探究平抛物体的运动”实验的误差增大( )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6（多选）．数码相机大多具有摄像功能，每秒钟拍摄大约15帧照片，一同学用它拍摄小球从水平面飞出后做平抛运动的几张连续照片，下列处理正确的是( ) A．只要测出相邻三照片上小球的距离，就能判断平抛运动的特点B．只要测出相邻三照片上小球的水平距离，就能判断平抛运动在水平方向上运动特点C．只要测出相邻三照片上小球的竖直距离，就能判断平抛运动在水平方向上运动特点D．只要测出相邻三照片上小球的竖直距离，就能判断平抛运动在竖直方向上运动特点7（多选）．在做“探究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹．下面列出了一些操作要求，将正确的选项前面的字母填在横线上________．A．调节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．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线8．某同学做平抛物体运动的实验时，用带孔的硬纸卡来确定小球位置，如图所示，下面实验步骤正确的排列顺序是__________．A．把钢球从斜槽上的某点释放，它飞出后开始做平抛运动，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰从小孔中央通过，然后对准孔中央在白纸上记下一个点B．把小球放在斜槽末端，以球心位置作为平抛运动起点O，在白纸上标出O点位置C．取下白纸，在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平线OxD．用光滑曲线把记录到小球通过位置的若干点连接起来，得到平抛运动的轨迹E．从斜槽上相同位置释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点F．在轨迹上取几个不同的点，测出它们的坐标x和y，利用g值，求出初速度再取平均值G．利用重锤线画出竖直线OyH．把白纸用图钉固定在竖直木板上，把小球放在斜槽末端水平部分，调整到小球不滚动，再固定斜槽9．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＝1.25 cm，若小球在平抛运动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公式为v0＝__________(用L、g表示)，其值是__________(取g＝9.8 m/s2)．10．利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图甲所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断：MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点与木板间的距离OO′＝h(h>L)．(1)电热丝P必须置于悬点正下方的理由是_____________________________________.(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的C点，O′C＝s，则小球做平抛运动的初速度v0为________．(3)在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向间的夹角θ，小球落点与O′点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标，得到如图乙所示图象，则当θ＝30°时，s为________m.11．在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，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＝10.00 cm，A、B间距离y1＝5.02 cm，B、C间距离y2＝14.82 cm.请回答以下问题(g＝9.80 m/s2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_______________________________________________________________________________ ______________________________________.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝________.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0＝________ m/s.课后作业：1（多选）．在“研究平抛运动”的实验中，为了求平抛物体的初速度，需直接测的数据有() A．小球开始滚下的高度B．小球在空中飞行的时间C．运动轨迹上某点P的水平坐标D．运动轨迹上某点P的竖直坐标答案CD2（多选）．(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．停表B．坐标纸C．天平D．弹簧秤E．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滚下B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端可以不水平D．为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．为了比较准确地找出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点都连接起来3．两个同学根据不同的实验条件，进行了“研究平抛运动”的实验：(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，使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，改变小锤击打的力度，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的末端可看做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，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出．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____________________________________________．4．在“研究平抛物体的运动”的实验中：(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是_______________________________________________________________________________________________________________________________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定的．(3)某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是_____________________ _______________________________________．(4)该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为(x，y)，则初速度的测量值为________________，测量值比真实值要________________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．5．(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．如图所示为研究平抛运动的实验装置，现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一个小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面．这个实验()A．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(2)做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动一段时间后着地．一架相机通过多次曝光，拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片，如图所示(虚线为正方形格子)．已知汽车长度为3.6 m，相邻两次曝光的时间间隔相等，第三个像是刚好着地的时刻，由照片可以推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为________m/s，高台离地面的高度为________m．(取g＝10 m/s2)6. 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．在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点处的重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上，则利用小球在刻度尺上的落点位置，就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度．下列各图表示四位同学在刻度尺旁边分别制作出的速度标尺(图中P点为重锤的投影位置)，其中可能正确的是()7．如图所示，用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利用该实验器，一方面能测弹簧的劲度系数，另一方面可测量小球做平抛运动的初速度．(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________________和________________，然后由公式________________求出k的平均值．(2)使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端压到________(选填“同一”或“不同”)位置．然后分别测出小球几次飞出后的________________和________________，再由公式________________求出初速度的平均值．8．某同学利用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示．图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．完成下列填空：(重力加速度取10 m/s2)(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3.从图乙中可读出|y1－y2|＝________m，|y1－y3|＝________m，|x1－x2|＝________m．(保留两位小数)(2)若已知抛出后小球在水平方向上做匀速运动．利用(1)中读取的数据，求出小球从P1运动到P2所用的时间为________s，小球抛出后的水平速度为________m/s.9. 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＝1.25 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示，则(1)求小球平抛运动的初速度的计算式(用L、g表示)，其值是多少？(2)a点是平抛小球抛出点的位置吗？如果不是，那么抛出点的位置怎样确定？。
5.3实验：研究平抛运动
高中物理 必修二 平抛运动 王老师讲义5.3第五章曲线运动第三节 实验：研究平抛运动1、如何判断平抛运动的轨迹是否为抛物线？① 在某物体做平抛运动的轨迹曲线上，以抛出点为坐标原点建立直角坐标系。
② 那么在X 轴上做出等距离的几个点及轨迹上对应的各点，用刻度尺测量各点的x 、y 两个坐标。
③ 方法1 代数运算法： 把x y 值带入y=ax 2，求出a 的值，在误差允许的范围内是一个常数。
即可判断物体的轨迹是否为抛物线。
④ 方法2 图像法：建立y-x 2坐标系，计算出对应的y 和x 2的值，在y-x 2坐标系中描点连接各点看是否在一条直线上，该直线的斜率即为a 的值。
二、怎样计算平抛物体的初速度？ 1、已知轨迹和抛出点：以抛出点为原点坐标，水平方向为x 轴，竖直向下为y 轴，建立平面直角坐标系。
用刻度尺测量出某一点的坐标x y ，根据平抛运动水平方向是匀速直线运动， 竖直方向是自由落体运动，（图1）即 x=v 0t y=21gt 2所以 v 0=tx=x h g 2Oyxy 3）2、已知轨迹和竖直轴（或水平轴）但不知抛出点：应用此种方法进行求解，要注意观察所给的几个点是否为连续相等时间，若满足此条件，则可以应用匀变速运动的基本规律Δy=gt 2求到时间t ，再根据x=v 0t 求解v 0。
例如：一个同学做“研究平抛物体运动”的实验，只在纸上记下重垂线y 的方向，忘记在纸上记下坐标原点位置，并只在坐标纸上描出平抛物体的后一部分轨迹，如图所示，依此图再加一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度？方法1：在轨迹上取三点A 、B 、C ，使得x AB =x BC =Δx ，过A 、B 、C 三点做三条水平线，测出A 、B 两点间竖直距离为y 1，A 、C 两点间竖直距离为y 2，根据以上数据就可以求出v 0了。
设相邻两点间的时间间隔为t ， y 2则 y 2 - y 1=gt 2①又 Δx=v 0t ②由①②解得v 0=Δx12y y g -方法1例题1 某同学在做研究平抛运动的实验时，忘记记下小球的抛出点，右图中的A 点为小球运动一段时间后的位置，他便以A 点为坐标原点，建立了水平方向和竖直方向的坐标轴，得到如图2所示的图像。
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（4）描绘运动轨迹: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,用铅笔在该位置画上一点,保证 小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑，用同样 的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干
点.将得到的点用一条平滑曲线连接，就可以得到小球做
平抛运动的轨迹。
注意事项
(1)斜槽末端的切线必须水平。 (2)方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖
直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。
(3)坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，
应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点。
(4)如果是用白纸，则应以小球在槽口时球的球心在木板 上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重垂线， 先根据重垂线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水 平线作为x轴，建立直角坐标系。
不论去往何方，身后永远有不变的祝福， 凝注的眼光——母校用宽大的胸怀包容我 们，等待我们，期许我们。
纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25cm，若小球在平抛运
动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则
2 gl 小球平抛的初速度的计算式为v0＝＿＿＿＿
0.70m/s (用l、g表示)，其值是_____________ (g取9.8m／s2)。 a
b
c
d
在误差允许范围内, 四段位移近似相等 四段位移所用时 间相等 在水平方向,相等 时间内的位移相等 平抛运动在水平方 向的分运动是匀速 直线运动 平抛运动可分解为水平方 向的匀速直线运动和竖直 方向的自由落体运动
(5)每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始滚下。
(6)要在平抛轨道上选取O点远些的点来计算球的初速 度，这样可使结果的误差较小。
三、平抛运动的初速度计算 1.记住原点 O y x
x
1 2 2y y gt t 2 g x x v0 t v0 t
y
2.没有记住原点,v0如何求？
1.在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：
白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁
架台，还需要下列器材中的( C ) A.秒表 B.天平 C.重垂线 D.测力计
2.在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽
滚下的初始位置不同，则正确的是 ( ABD )
A．小球平抛的初速度不同 B．小球每次做不同的抛物线运动 C．小球在空中运动的时间均不同 D．小球通过相同的水平位移所用时间均不同
3.在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜 O 槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，甲 和乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显 斜槽末端不水平 看出甲的实验错误是_____________________, O 每次释放小球的高度不同 乙的实验错误是_________________________。
实验过程
一、验证平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动
观察结果:两球同时落地 【实验结论】 平抛运动竖直方向的运动
是自由落体运动
二、验证平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动 方案（一） 实验设计
实验演示
观察结果:两球相撞 【实验结论】:
平抛运动水平方向的运动
是匀速直线运动
方案（二） 实验设计 O
乙
甲
4.在做“研究平抛物体的运动”这一实验时，下面哪些说 法是正确的( AB ) A.安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平 B.进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放 C.小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果
D.为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量
5.在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的
（2）调整木板：用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖 直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把
重垂线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重
复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。 （3）确定坐标原点O： 把小球放在槽口处， 用铅笔记下球在槽口 时球心在白纸上的水
平投影点O，O即为坐
？
？
？
h h 3h 4h 5h 9h
x
y
实验器材 斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅 垂线、直尺、三角板、铅笔等。
小球
木板
斜槽
白纸 铅垂线
铁架台
实验步骤 （1）安装调整斜槽：用图钉把 白纸钉在竖直板上，在木板的左 上角固定斜槽，可用平衡法调整 斜槽，即将小球轻放在斜槽平直 部分的末端处，能使小球在平直 轨道上的任意位置静止，就表明 斜槽已调好。
O
(y2 y1 ) y1 gT 2 x 2 x1 v0 T
x1
x2
x
y1
y2
y
例1.在做“研究平抛运动”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： ACE ＿＿＿ 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)接触 F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连 成折线
3 实验：研究平抛运动
1.知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖
直方向的自由落体运动。 2.设计实验来验证这个结论，加强感官印象，加深对平抛 运动特点的理解。 3.能够设计实验得到物体做平抛运动的轨迹，能够对平抛
运动轨迹进行研究，得到结论。
4.能够通过对平抛运动轨迹的研究，计算平抛运动物体的 初速度。
研究平运动 实验目的
1、验证平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动，在水 平方向做匀速直线运动； 2、用实验方法描出平抛物体的运动轨迹；
3、利用运动轨迹求平抛物体的初速度。
实验原理
利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球作平抛运动的曲 线，建立直角坐标系，测出曲线上的某一点的坐标（x，y）， 根据重力加速度g的数值，利用公式y=gt2/2和x=v0t，求出小球 的水平速度v0，即为小球做平抛运动的初速度。