平抛运动实验学案

1、高三一轮曲 线 运 动 组题人：崔晓丽核对人：肖振辉审核人：一轮学案高三物理第 周第 个 实验 研究平抛物体的运动【实验目的】1描出平抛物体运动的轨迹，图612求出平抛物体的初速度。【实验原理】 平抛物体的运动可以看作两个分运动的合运动：一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。小球作平抛运动，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和y，根据重力加速度g的数值，利用公式y=gt2/2求出小球的飞行时间t，再利用公式x=v0t，求出小球的水平速度，即为小球做平抛运动的初速度。 【实验器材】平抛实验器材：包括底座、接球板、

2、 执紧螺丝、水准气泡、定位器、斜槽轨道、钢球等组成。 此外还有白纸、图钉、描点器、三角板、刻度尺、铅笔等。【实验步骤】1.安装调整仪器，调节底座的调节螺丝使水准气泡位于中心处，这时图板就处于一个竖直平面。2.用图钉把白纸钉在图板上，确定坐标O，把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点O，O点即为坐标原点。 3.将定位器固定， 每次实验都让小球从定位器前由静止开始运动，以保证每次平抛的初速度大小都相同。4.逐次将接球板从上到下在不同高度承接钢球， 钢球在接球板上的落点用描点器记录到白纸上。找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运

3、动的轨迹。 5.计算初速度：以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，并在曲线上选取ABCDEF六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y，用公式x=v0t，y=gt2/2，计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值，并将有关数据记入表格内。 【注意事项】1.实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平，图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。 2.每次让小球从定位器前由静止运动，以保证每次平抛的初速度大小都相同。 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.要在斜轨上适当

4、高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由图板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差。 【误差分析】1.本实验误差主要来源于两个方面：.安装斜槽时其末端不水平。调整方法：平衡法调整斜槽末端水平，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，就表明水平已调好。.建立坐标系时，不以斜槽末端端口位置为坐标原点。应以小球在槽口时球心在图板上的水平投影点为坐标原点。2.计算小球的速度要在平抛轨迹上选取距O 点远些的点来计算球的初速度，这样可以减小相对误差。3.要在斜槽上稍高的地方释放小球， 使它以较大的水平初速度抛出，其轨道最好由图板的左上角到右下角，这样可以减小相对误

5、差。【典型例题】图62【例1】如图62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，已知闪光频率是30HZ，那么重力加速度g是 m/s2,小球的初速度是 m/s，小球在A时的速度是 m/s 【例2】（2013年高考题）在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次是x1，

6、x2，x3，机械能的变化量依次为E1，E2，E3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是Ax2- x1= x3-x2，E1=E2=E3Bx2- x1>x3- x2，E1=E2=E3Cx2- x1>x3- x2,，E1<E2<E3Dx2- x1< x3-x2，E1<E2<E3【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67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67中、），槽间距离均为。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。每打完一点后，把B板插入

7、后一槽中并同时向纸面内侧平移距离。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图68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，是为了_ 。（3）在图68中绘出小球做平抛运动的轨迹。【例4】（1）某同学进行“探究平抛运动规律”的实验，实验分两步进行。采用如图甲所示的装置，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。改变此装置的高度和小锤打击的力度，即使A球被弹出时的速度不同，两球仍然同时落地，这说明_。采用如图乙所示的装置，两个相同的轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q

8、，其中M、N的末端水平，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A、B射出，实验可观察到的现象应是_。改变弧形轨道M的高度和电磁铁的位置（使AC=BD），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_。【例5】（1）如图在研究平抛物体的运动的实验中，某同学按要求描绘了小球做平抛运动过程的轨迹，O为坐标原点，轨迹上某点的坐标为（x,y）,则小球的初速度为 。（2）在已经知道平抛运动的竖直分运动是自由落体运动的前

9、提下，要探究平抛运动在水平方向的运动规律，我们需要测出几段相等的时间间隔内物体在水平方向上的位移，再分析这些位移的特点。如图，为了使物体在纵坐标上相邻位置间的时间间隔相等，坐标y2应该取 y1。（3）研究平抛物体的运动，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保证小球运动的轨道是一条抛物线参考答案：【例1】9.72 0.486【解析】在竖直方向上小球做自由落体运动,h=gT2,g=m/s2=9.72 m/s2.小球的水平速度v0=m/s=0.468 m/s.

10、【例2】B解析：1、做平抛运动的物体只受重力的作用，故运动过程中机械能守恒，所以3次实验中小球到达1、2、3挡板处时的机械能都是相等的，都等于小球离开水平桌面时的机械能，故以离开水平桌面时为初始位置则有每一次机械能的变化量，而离开桌面前的机械能变化量（机械能的损失量）也都相同，所以选项被排除；2、竖直方向上小球做自由落体运动，竖直速度越来越大，通过相同的竖直高度所用时间越来越短；而水平方向上小球做匀速直线运动，其水平速度不变，故通过相同高度的过程中的水平位移越来越小。正确选项为。【例3】【答案】（1） 水平 、 使每次平抛出的初速度相同(意思对即可，如：每次作同一平抛运动等) （2） 等效替代

11、小球平抛的水平距离d(意思对即可) （3）【解析】本题考查物体平抛运动知识，物体做平抛运动时必须保持小球到达斜槽末端每次平抛出的初速度相同，因此实验前必须调节斜槽末端每次让小球从同一位置由静止释放。（1）实验前必须调节斜槽末端每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保持小球到达斜槽末端每次平抛出的初速度相同。（2）每次将B板向内侧平移距离，是为了等效代替小球平抛落地时的水平距离。（3）根据题意，设物体从a点水平平抛出去，水平运动速度为，小球落地时水平距离为，小球落地高度为，由两式可得，小球平抛初速度为【例4】 (1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 ； （2）球P将在水平轨道上击中球Q； 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 【解析】试题分析: （1）在打击金属片时，金属片把A球沿水平方向弹出，做平抛运动，同时B球被松开，做自由落体运动，两小球同时落地，说明A球与B球在竖直方向的运动规律相同，即：说明平抛运动竖直方向是自由落体运动（2）两