五探究平抛运动的规律

1、实验五探究平抛运动的规律一、实验目的1用实验的方法描出平抛运动的轨迹2根据平抛运动的轨迹求其初速度二、实验原理1用描迹法画出小球平抛运动的轨迹2建立坐标系，测出轨迹上某点的坐标x、y，根据 x v0t， y 1gt2 得初速度 v0 x·g .22y三、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺四、实验步骤1安装调平：装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2建坐标系：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 )

2、时球心所在木板上的投影点O，O 点即为坐标原点，沿重垂线的方向画出过坐标原点的竖直线，作为 y 轴，过 O 点画出水平向右的x 轴3确定球位置：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，然后让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近利用带孔的硬纸板较准确地找出小球通过的位置，并在坐标纸上用铅笔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五、数据处理1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

3、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 1gt2 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 .2ABCDEFx/mmy/mmv0 x g/2y(m/s)v0 的平均值2.验证轨迹是抛物线：抛物线的数学表达式为y ax2，将某点 (如 B 点)的坐标 x、y 代入上式求出常数 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近似都成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线六、误差分析1斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动2确定小球运动的位置时不准确3量取轨迹上各点坐标时不准确七、注意事项1实

4、验中必须调整斜槽末端的切线水平(检查是否水平的方法是：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，看其是否有明显的运动倾向)2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小球每次必须从斜槽上同一位置滚下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，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜6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八、获得平抛运动轨迹的其他方法1喷水法如图1，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴 直管的作用是保证 A 处的

5、压强等于大气压强，使弯管喷出水的速度(平抛初速度 )不受瓶内液面的影响图1水从喷嘴中喷出，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2频闪照相法用数码相机可记录下平抛运动的轨迹，如图 2 所示由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的，只要分别测量相邻两照片上小球的水平位移和竖直位移，就很容易判断平抛运动水平方向和竖直方向上的运动特点例 1 (1) 在做“探究平抛运动的规律”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，将你认为不图 2正确的选项前面的字母填在横线上_A 通过调节使斜槽

6、的末端保持水平B 每次释放小球的位置必须相同D 小球运动时不应与木板上的白纸相接触E将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线(2) 某同学在做“探究平抛运动的规律”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置 O， A 为物体运动一段时间后的位置，根据图 3 所示，求出物体做平抛运动的初速度为_ m/s.例 2 (2011 ·安徽巢湖市第一次教学质量检测)如图 4 所示，在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的实验时让小球多次沿图 3同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹图 4(1) 为了能较准确地描出运动轨迹，下面列出了一些操作要求，不正确的是()A 通过调节使斜槽

7、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(2) 图 5 中 A、 B、 C、D 为某同学描绘的平抛运动轨迹上的几个点，已知方格边长为L .则小球的初速度v0 _， B 点的速度大小vB _.( 重力加速度为g)图 5例 3 如图 6 所示为频闪摄影方法拍摄的探究物体做平抛运动规律的照片， A、 B、 C 为三个同时由同一点出发的小球AA为 A 球在光滑水平面上以速度v 运动的轨迹； BB为 B 球以速度v 被水平抛出后的运动轨迹；CC为 C 球自由下落的运动轨迹通过分析上述三条轨迹可得出结论：图 6(1)_(2)_ 1

8、平抛物体的运动规律可以概括为两点：水平方向做匀速直线运动，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：如图 7 所示， 用小锤击打弹性金属片，使 A 球水平飞出，同时松开 B 球，使其做自由落体运动，结果两球同时落到地面这个实验()A 只能说明上述规律中的第条图 7B 只能说明上述规律中的第条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如图 8 所示，为通过实验得到的一条平抛运动的轨迹，在竖直坐标轴 y 上，从原点开始向下任取一个坐标为h 的点，再找到坐标为 4h,9h,16h，, 的点，过这些点做水平线，与轨迹分别相交于A、B、 C, 各点，交点的横坐标分别为

9、OA， OB， OC， , ，用直尺量得 OA AB B C , ，这说明()图 8A 因为小球从O 到 A、 A 到 B、B 到 C 的运动时间不等，所以平抛运动沿水平方向的分运动是变速运动B 因为小球从 O 到 A、 A 到 B、 B 到 C 的运动时间在增加，所以平抛运动沿水平方向的分运动是减速运动C因为小球沿竖直方向的分运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以在小球运动过程中从 O 到 A、 A 到 B、 B 到 C 的运动时间都是相等的，故平抛运动沿水平方向的分运动是匀速直线运动D 由于小球沿竖直方向的分运动不是初速度为零的匀加速直线运动，所以平抛运动沿水平的分运动不是匀速直线运动3在

10、“探究平抛运动的规律”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 安装器材，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_4在“探究平抛运动的规律”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

11、)验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法是：在水平方向从起点处取两段连续相等的位移，再作平行于y 轴的直线交于曲线两点，则两段y 轴方向上的位移大小之比为_(4)某同学建立的直角坐标系如图9 所示 假设他在安装实验装置和进行其他操作时都准确无误，只有一处失误， 即是 _ (5)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 _，真实值为 _ 图 95试根据平抛运动原理，设计“测量弹射器射出的弹丸初速度”的实验方法，提供的实验器材如下：弹射器(含弹丸，如图10所示 )；铁架台 (带有夹具 )；米尺(1) 画出实验示意图；图 9(2) 在安装弹射器时应注意： _ ；(3) 实验

12、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： _.6某同学用图11 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图丢失了一部分，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9.8 m/s2)图 11(1) 设 P1、P2 和 P3 的横坐标分别为 x1 、x2 和

13、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) 若已测知抛出后小球在水平方向做匀速运动，利用(1) 中读取的数据，可求出小球从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( 均可用根号表示 )7在“探究平抛运动的规律”的实验中，用一张印有小方格的纸记录物体的运动轨迹，小方格的边长 L 1.6 cm ，若小球的平抛运动轨迹中的几个位置如图12 中的 a、 b、 c、d 所示，则小球平抛运动的初速度的计算式为v0 _(用 L 、 g 表示 )，其值是 _(g 10 m/s2)小球在 b 点的速率为 _ (取两位有效数字 )图 12答案课堂探究例 1(1)E(2)2.0例 2(1)B(2)2 Lg41Lg2例 3(1) 做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动(2) 做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动随堂训练1 B2 C3 (1) 斜槽上的相同斜槽末端切线水平，方木板竖直且与小球运动轨迹所在竖直面平行(2)BAC4 (1)将小球放在端点处，看它是否滚动(2)重垂线(3)1 3(4) 将坐标原点取在了槽口处(5) xgxg2y2(yr )5见解析解析(1)实验示