实验平抛运动

1、一一. .实验原理：实验原理： 用描迹法用描迹法 该实验的平抛运动可以看成是两个分运动的合成：该实验的平抛运动可以看成是两个分运动的合成：一个是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物一个是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动。利体的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动。利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不用有孔的卡片确定做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，测出曲线任一点的坐标同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线任一点的坐标x x和和y y，利用，利用 x?vt二二. .演示演示 12y?gt2就可求出小球的水平分速

2、度，即平抛物体的初速度。就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。 三三. .注意事项有：注意事项有： 斜槽末端的切线必须水平。斜槽末端的切线必须水平。 用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。 以斜槽末端所在的点为坐标原点。以斜槽末端所在的点为坐标原点。 如果是用白纸，则应以斜槽末端所在的点为坐标如果是用白纸，则应以斜槽末端所在的点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定定y y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x x轴，轴，建立直角坐标系。建立直角坐标系。

3、每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。 例例1.(1.(19981998年上海年上海) )在做在做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验时，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一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线A C E 上：。上：。 A A通过调节使斜槽的末端保持水平通过调节使斜槽的末端保持水平 B B每次释放

4、小球的位置必须不同每次释放小球的位置必须不同 C C每次必须由静止释放小球每次必须由静止释放小球 D D记录小球位置用的木条记录小球位置用的木条( (或凹槽或凹槽) )每次必须严格地等距每次必须严格地等距 离下降离下降 E E小球运动时不应与木板上的白纸小球运动时不应与木板上的白纸( (或方格纸或方格纸) )相触相触 F F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连 成折线成折线 练习练习1.1.在在“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，已备有下实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、列器材：白纸、图钉、平板、铅笔

5、、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的：刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的： C A A、秒表、秒表 B B、天平、天平 C C、重锤线、重锤线 D D、测力计、测力计 例例2. 2. 0303年上海年上海1414 如图所示，在研究平抛运动时，如图所示，在研究平抛运动时，小球小球A A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关轻质接触式开关S S，被电磁铁吸住的小球，被电磁铁吸住的小球B B同时自由下同时自由下落。改变整个装置的高度落。改变整个装置的高度 H H做同样的实验，发现位于同做同样的实验，发现位于同一高度的

6、一高度的A A、B B两球总是同时落地。该实验现象说明了两球总是同时落地。该实验现象说明了A A球在离开轨道后球在离开轨道后 （ C ） A.A.水平方向的分运动是匀速直线运动水平方向的分运动是匀速直线运动 B.B.水平方向的分运动是匀加速直线运动水平方向的分运动是匀加速直线运动 C.C.竖直方向的分运动是自由落体运动竖直方向的分运动是自由落体运动 D.D.竖直方向的分运动是匀速直线运动竖直方向的分运动是匀速直线运动 A S B H B 练习练习2.2.在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次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，则正确的是从斜槽滚下的初始位置不同，

7、则正确的是 ABD A A小球平抛的初速度不同小球平抛的初速度不同 B B小球每次做不同的抛物线运动小球每次做不同的抛物线运动 CC小球在空中运动的时间每次均不同小球在空中运动的时间每次均不同 D D小球通过相同的水平位移所用时间均不同小球通过相同的水平位移所用时间均不同 例例3.3.如图所示为一小球做平抛运动时的闪光照片的一如图所示为一小球做平抛运动时的闪光照片的一部分，背景标尺每小格表示部分，背景标尺每小格表示 1.25cm1.25cm则由照片求出小则由照片求出小球平抛的初速度值为球平抛的初速度值为 _ 0.70m/s 练习练习3.3.在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜在研究平抛运动的

8、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，某甲和槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出 甲的实验错误是甲的实验错误是 槽底不水平槽底不水平 . . 乙的实验错误是乙的实验错误是 每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同 . . O O 甲甲 乙乙 例例4.4.如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方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法获得的相片的一部分 , ,图中背景方格的边长为图中背景方格的边长为 5cm5cm，g=10m/sg=10m/s2 2，则，

9、则 （1 1）小球平抛的初速度）小球平抛的初速度 v vo o= = 1.5 m/s m/s 10 H H2 2 （2 2）闪光频率）闪光频率f= f= （3 3）小球过）小球过A A点的速率点的速率v vA A= = 1.8 m/s m/s 解：由自由落体运动规律，解：由自由落体运动规律， y=gt 2=20.05=0.1m t=0.1s f=10Hz x=v0 t v0 =x/t=30.05/0.1=1.5m/s vBy =(y1+y2)/2t = 80.05/0.2=2m/s A vAy = vBy gt = 2-1 =1m/s vA2 = vAy2 + v02 =1+2.25=3.25

10、 B C vA=1.8m/s 练习练习4.4.下列哪些因素会使本实验的误差增大下列哪些因素会使本实验的误差增大 BC （ ） A A小球与斜槽之间有摩擦小球与斜槽之间有摩擦 B B建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点点 C C安装斜槽时其末端不水平安装斜槽时其末端不水平 D D根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取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作计算的点离原点O O较远较远 例例5.5.在在“研究平抛运动研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小实验中，某同学只记录了小球运动途中的球运动途中的A A、B B、CC三点的位置，

11、取三点的位置，取A A点为坐标原点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当点，则各点的位置坐标如图所示，当g g10 10 m/sm/s2 2时，时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（BD ） A A小球抛出点的位置坐标是（小球抛出点的位置坐标是（ 0 0，0 0） B B小球抛出点的位置坐标是（小球抛出点的位置坐标是（ -10-10，-5-5） CC小球平抛初速度为小球平抛初速度为 2m/s2m/s D D小球平抛初速度为小球平抛初速度为 1m/s 1m/s 练习练习5. 5. 在做在做“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”这一实验时，这一实验时，下面哪些说法是正确的下面哪些说法是正确的

12、 AB A A安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平持水平 B B每次进行实验时，都要让小球从同一位置开始每次进行实验时，都要让小球从同一位置开始由静止释放由静止释放 CC在实验过程中，小球与槽的摩擦不可避免，但在实验过程中，小球与槽的摩擦不可避免，但这并不影响实验结这并不影响实验结 果果 D D为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量的质量 例例6.6.一学生做一学生做“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，画实验时，画运动轨迹只在白纸上画出了与初速度平行的运动轨迹只在白纸上画出了与初速度平

13、行的 OxOx轴，轴，忘了画坐标原点和忘了画坐标原点和 OyOy轴，而且也只画出了中间一部轴，而且也只画出了中间一部分轨迹，如图所示如何只用一刻度尺得出小球的初分轨迹，如图所示如何只用一刻度尺得出小球的初速度速度( (不需测实际数据只用物理量的符号代表所测不需测实际数据只用物理量的符号代表所测测量方法：测量方法：( (简答简答)_)_ 量量) ) 得到的得到的v v =_=_ 0 0解析解析: :任取三点任取三点1 1，2 2，3 3，如图示，测得，如图示，测得s s，y y1 1,y,y2 2则则 练习练习6.6.某学生在研究平抛运动的实验中有如下操作步骤，某学生在研究平抛运动的实验中有如下

14、操作步骤，试按合理的顺序将步骤序号填在下面的线上：试按合理的顺序将步骤序号填在下面的线上：E、G、A、D、C、F、B、_ H、I A A用铅笔在白纸上记下抛出点位置用铅笔在白纸上记下抛出点位置OO； B B取下白纸，用平滑曲线连接小球依次通过的各点，得出平取下白纸，用平滑曲线连接小球依次通过的各点，得出平抛运动轨迹；抛运动轨迹； CC用重锤线和直尺画出过用重锤线和直尺画出过OO点的竖直线点的竖直线oyoy； D D用三角板画出过用三角板画出过OO点的水平线点的水平线oxox； E E安装斜槽，并使槽的末端切线沿水平方向；安装斜槽，并使槽的末端切线沿水平方向； F F每次都从斜槽的定位卡处由静止

15、释放小球，并用铅笔在白每次都从斜槽的定位卡处由静止释放小球，并用铅笔在白纸上依次记下小球通过各点的位置；纸上依次记下小球通过各点的位置； GG将白纸钉在木板上，并竖直固定木板；将白纸钉在木板上，并竖直固定木板； H H在平抛运动轨迹上取在平抛运动轨迹上取A A、B B、CC三点，用三角板和刻度尺，三点，用三角板和刻度尺，分别量出三点的水平位移分别量出三点的水平位移x x和竖直位移和竖直位移y y； I I利用水平和竖直位移利用水平和竖直位移x x、y y，计算三次平抛的初速，计算三次平抛的初速VoVo，再求，再求出三次的平均值作为测量最后结果；出三次的平均值作为测量最后结果； 例例7.(957

16、.(95年高考年高考) )在研究平抛物体运动的实验中，用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，小方格的边长一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长ll1.25cm1.25cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的置如图中的 a a、b b、c c、d d所示，则小球平抛的初速所示，则小球平抛的初速度的计算式为度的计算式为v v0 0( (用用ll、g g表示表示) )， 2 gl2 2) ) 其值是其值是 (g (g取取9.8m9.8ms s0.7m/s 解析：由平抛运动规律解析：由平抛运动规律 x=v0 T y=gT 2= l

17、v0 = x/T=2l /T= 2得到得到 v0 =0.7m/s a b c d gl代入数字代入数字 l = 1.25cm=1/80 m 练习练习7. 7. 如图如图(a)(a)“是研究平抛运动是研究平抛运动”的实验装置图，的实验装置图，(b)(b)是实验是实验后在白纸上作的图后在白纸上作的图 (1)(1)在在(a)(a)图上标出图上标出OO点及点及OXOX，OYOY轴，并说明这两条坐标轴是如轴，并说明这两条坐标轴是如利用重锤线作利用重锤线作OYOY轴，再垂直于轴，再垂直于OYOY作作OXOX轴轴 何作出的答：何作出的答：_(2)(2)固定斜槽轨道时应注意使固定斜槽轨道时应注意使底端切线沿水

18、平方向底端切线沿水平方向 _(3)(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，实验中应注意轨迹，实验中应注意每次都从同一高度处无初速度滚下每次都从同一高度处无初速度滚下 _ (4)(4)计算小球平抛初速度的公式为计算小球平抛初速度的公式为V Vo o=_=_，根据图，根据图(b)(b)给出的数据，可计算出给出的数据，可计算出V Vo o=_m/s=_m/s 1.6 1.6 gx2y例例8.8.一个同学在研究平抛物体的运动实验中，只一个同学在研究平抛物体的运动实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水画出了如图

19、所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离平距离 S S相等的三点相等的三点A A、B B、CC，量得，量得 S=0.2mS=0.2m。又量。又量出它们之间的竖直距离分别为出它们之间的竖直距离分别为 h1=0.1mh1=0.1m，h2=0.2mh2=0.2m，利用这些数据，可求得：利用这些数据，可求得： （1 1）物体抛出时的初速度为）物体抛出时的初速度为 m/s m/s； （2 2）物体经过）物体经过B B时竖直分速度为时竖直分速度为 m/s m/s； （3 3）抛出点在）抛出点在A A点上方高度为点上方高度为 m m处。处。 解析解析:(1):(1)先求先求T, T,据据 求得求得:T=0.1s; :T=0.1s; h2?h1?gT2?S0 .2m/s=2m/s v0?T0 .1（2 2） h1?h20 .3m/s=1.5m/s vB?2 T2?0 .1（3 3）设抛出点在）设抛出点在A A点上方高度为点上方高度为h,h,下落到点的时间下落到点的时间1为为t t, ,则有则有: : 2h1?h?g (t?T )212h2?h1