2022年《实验：研究平抛运动》导学案

1、学习必备欢迎下载5.3 实验：研究平抛运动【实验目的】1学会用实验方法描绘出平抛物体运动的轨迹。2能根据运动轨迹分析实验数据，求出平抛物体的初速度。【实验原理】运用平抛运动的规律：水平方向：x=_，竖直方向：y=_，两个分运动合成可得轨迹方程：y=_ ，从而可求得初速：v0=_ 【实验器材】平抛导轨接球槽调平螺栓抛球开关、钢球、纸夹、屏板及底板等组成【实验步骤】（一）实验前的准备：1、将平抛导轨用螺钉固定在屏板左上方。挂上重锤。2、检查平抛导轨，要求导轨末段水平部分与重锤线垂直。3、通过底板四只调平螺栓的调整，使重锤线与屏板上的红色标线平行，从而达到屏板面与水平面竖直。（二）步骤1、 、把白纸

2、和复写纸叠放在一起（复写纸在外）平整地压入屏板上纸夹内(或改用磁铁将纸压住)。注意矩形纸的一角要和原点o_，其水平边、垂直边亦应与原点o 的两条边线相吻合。如果屏板不竖（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、在紧靠屏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_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_处。 （设球的半径为r）4、调整好抛球开关在轨道上的位置，并将抛球开关背部的锁

3、紧螺栓拧紧，将钢球装入抛球开关，此时钢球将停在平抛导轨某一高度处，然后按动抛球开关，释放钢球，钢球将沿着导轨凹槽滚下并被_抛出，落在接球槽上，通过复写纸便在白纸上留下痕点。5、将接球槽逐次下降，重复上述操作，即在白纸上描得一系列钢球运动点迹。 （一般取 46 点即可）。6、取下白纸，以0 点为原点画出各迹点的x、y 轴坐标（向右的x 轴，和竖直向下的y 轴） 。用_将记下的各点连接便可画出钢球的平抛运动轨迹。7、量出各点的高度y 和水平距离x，利用公式y=_ ，和 x=_便可求出钢球的水平分速度即钢球做平抛运动的初速度v0=_，最后算出平均值。【数据处理】1、判断平抛运动的轨迹是否是抛物线：y

4、=_ ，即 y=ax2 求出 a 值。2、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。计算初速度不取用由卡片描的点，而重新在画出的x 轴上由 o 起取出几个等距离的点，再由轨迹精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载a b c 曲线测量出各点所对应

5、的下降高度，看这些高度的比值是否近似等于1：4：9：这样做，一是验证了平抛运动的性质，二是减少计算的麻烦和减小结果的误差。【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。【误差分析】1、安装斜槽时，其末端切线不水平，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，误以斜槽末端端口位置为坐标原点(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不相同，使得平抛初速度不相同。4、小球没有由静止滚下，也使得平抛初速度不相同。【例题分析】1（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）时撞开接触开关s，被电磁铁

6、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（）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）某同学设计了如图的实验：将两个倾斜滑道固定在同一竖直平面内，最下端水平， 滑道 2 与光滑水平板吻接。把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止开始同时释放，则他将观察到的现象是，这说明。（3）在做实验时，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

7、，其中正确的是：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用铅笔记录小球位置时，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（4）如图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 5cm，如果取g10m/s2，那么：照相机的闪光频率是hz；小球运动中水平分速度的大小是m/s；小球经过b点时的速度大小是m/s。2（1）在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：a让小球多次从_ 位置上滚下，记下小球

8、穿过卡片孔的一系列位置；b安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端o 点和过o 点的竖直线，检测斜槽末端水位置x(m) y(m) 0(m/s) 0(m/s) 1 2 3 4 5 6 v0v01 2 b a s h 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载平的方法是 _ 。c测出曲线上某点的坐标x 、y ，用 v0 =

9、_算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求 v0的值，然后求它们的平均值。d取下白纸，以o 为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。上述实验步骤的合理顺序是_（只排列序号即可） 。（2）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示，o 点不是抛出点，x 轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是_m/s， b 点的速度vb=_ m/s，抛出点的坐标x=_cm， y=_cm， （g取 10m/s2）【课后作业】1以下叙述中，属于“研究平抛运动”实验目的是（）a验证平抛运动是水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动合成的b描出物体运

10、动的轨迹，并测出平抛的初速度c研究平抛运动的时间是由哪些因素决定的d由运动轨迹测算当地的重力加速度的值2下列因素中，会使“研究平抛运动”实验误差增大的是（）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，在曲线上取做计算的点离原点o 较远3.在“ 研究平抛物体的运动规律” 的实验中，在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4平抛物体的运动规律可以概括为

11、两点：水平方向做匀速运动；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：如右图所示，用小锤打击金属片，a 球就水平飞出，同时b 球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验说明( ) a做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动b做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动ca、b 项中所述都能说明da、b 项中所述都不能说明5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位置是(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6(多选 )研究平抛运动，下面哪些做法可以减小实验误差(

12、 ) a使用密度大、体积小的钢球b尽量减小钢球与斜槽间的摩擦c实验时，让小球每次都从同一高度由静止开始滚下d使斜槽末端的切线保持水平7如图是某次实验中用频闪照相方法拍摄的小球(可视为质点 )做平抛运动的闪光照片。如果图中每个方格的边长 l 表示实际距离，闪光频率f 为已知量，那么在小球的质量m、平抛的初速度大小v0、小球通过p 点时的速度大小v 和当地的重力加速度值g 这四个未知量中，利用上述已知量和图中信息( ) a可以计算出m、v0和 vb可以计算出v、v0和 g c只能计算出v0和 v d只能计算出v0和 g 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - -

13、 - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载8(多选 )为了准确地测出平抛轨迹上某点的坐标，需要注意的是( ) a选距原点近一些的点b应正确标出平抛小球的球心在木板上的水平投影点c用重垂线准确地确定纵轴d选距原点远一些的点9关于实验的注意事项，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可以不同c每次必须由静止从同一位置释放小球d记录小球位置用的木条(或凹槽 )每

14、次必须严格地等距离下降e小球运动时不应与竖直木板上的白纸(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10在用斜槽 “ 研究平抛运动的规律” 的实验中， 某同学在建立坐标系时有一处失误。设他在安装实验装置和进行其余的操作时准确无误：(1)观察图可知，他的失误之处是_；(2)他根据记录建立坐标系，运用教材实验原理测得的平抛初速度值与真实值相比_(选填 “ 偏大 ”“相等” 或“ 偏小 ”)。11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 )、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 _ 。12如图所示， 从地面上方d 点沿相同方向水平抛出的三个小球分别击中对面墙上的a、b、c 三点，图中o 点与 d 点在同一水平线上，已知o、a、b、c 四点在同一竖直线上，且oa=ab=bc ，三球的水平速度之比为va:vb:vc=_ . 计算过程：13某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，a、b、 c 三点的位置在运动轨迹上