平抛运动实验经典题型

平抛运动试验（全面）

1.试验目的

（1）用试验方法描出平抛物体的运动轨迹

（2）从试验轨迹求平抛物体的初速度

2.试验原理

平抛物体的运动可以看作是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运动。

使小球做平抛运动，利用描迹法描出小球运动轨迹，建立坐标系,

测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,依据公式“二卬和y）=­2at~,就

%=

可求得：\即为做平抛运动的初速度。

3.参考案例

（1）案例一：利用平抛运动试验器（犹如4-7-1所示）。

A、斜槽末端切线必需水平

B、每次从同一位置无初速释放小球，以使小球每一次抛出后轨迹

相同，每次描出的点在同一轨迹上

C、安装试验装置时，要留意使轨道末端及图板相靠近，并保持它

们的相对位置不变

D、要用重垂线把图板校准到竖直方向，使小球运动靠近图板，又

不接触图板

E、坐标原点不是槽口末端点，应是球在槽口时，球心在图板上的

水平投影点0

F、球的释放高度要适当，使其轨迹不至于太平也不至于太竖直，

以减小测量误差

G、计算初速度时，应选离。点远些的点

（2）案例二：

利用水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹。

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。

（3）案例三：利用数码照相机或数码摄像机更精细地探究平抛运动。

（如图4-7-2）

H

4、重点难点例析

【考点一】平抛运动的试验步骤及留意事项

【例1】在“探究平抛运动的运动规律”的试验中，可以描绘出小球

平抛运动的轨迹，试验简要步骤如下：

A.让小球多次从位置上滚下，登记小球遇到铅笔笔尖

的一系列位置。

B.按图安装好器材，留意,登记平抛初位置0点

和过0点的竖直线。

C.取下白纸，以。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。

⑴完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。

⑵上述试验步骤的合理依次是O

【变式训练】如图4-7-3所示是探讨平抛运动的试验装置简图，图

4-7-4是试验后白纸上的轨迹图。

⑴说明图4-7-4中的两条坐标轴是如何作出的。

⑵说明推断槽口的切线是否水平的方法。

⑶试验过程中须要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨

迹，进行这一步骤时应留意什么？

【考点二】求平抛运动的初速度

【例2】在“探讨平抛物体的运动”的试验中，某同学只在竖直板面

上登记了重锤线y的方向，但遗忘了平抛的初位置，在坐标纸上描出

了一段曲线的轨迹，如图4-7-5所不。现在曲线上取A、B两点，量

出它们到y轴的距离，AA'=x"BB'力2,以及AB的竖直距离h,用

这些可以求出求得小球平抛时的初速度为多大?

图4-7-5

变式训练

在探讨平抛运动的试验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格

的边长L=l.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图4-7-6中a、

b、c、d所示，则小球平抛的初速度为v0=（用L、g

表示），其值是o(g9.8m/s2)

rm

【平抛运动的案例分析】

［例3］如图4-7-7所不为频闪摄影方法拍摄的探讨物体做平抛运

动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点动身的小球。A/V

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：

【变式训练】

如图4-7-8所示，在探讨平抛运动时，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，变更整个装置的高度H做同样的试验，发觉位于同一高度的

A、B两个小球总是同时落地，该试验现象说明白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

自我检测

1.在“探究平抛物体运动的规律”的试验中，小球做平抛运动的坐

标原点位置应是（设小球半径为r）（）

A.斜槽口末端0点B.斜槽口0点正上方r处

C.槽口。点正前方r处D.小球位于槽末端时，球心在竖

直木板上的水平投影点

2.在做“探究平抛运动在水平方向的运动规律”的试验时，每次须

将小球从轨道同一位置无初速释放（如图所示），其目的是使小球

A.抛出后只受重力B.抛出

后轨迹重合

C.抛出后初速度大小相等D.抛出

时的速度方向水平

3.探讨平抛物体的运动，在安装试验装置的过程中，斜槽末端的切

线必需是水平的，这样做的目的是（）

A.保证小球飞出时速度即不太大，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

4.为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过变更抛出点

的高度及初速度的方法做了6次试验，试验数据记录如下表：

序号抛出点的高度水平初速度（m/s）水平射程（m）

（m）

10.2020.40

20.2030.60

30.4520.60

40.4541.2

50.8020.8

60.8062.4

以下探究方案符合限制变量法的是（）

A.若探究水平射程及高度的关系，可用表中序号为1、3、5的试

验数据

B.若探究水平射程及高度的关系，可用表中序号为2、4、6的试

验数据

C.若探究水平射程及初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的

试验数据

D.若探究水平射程及初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的

试验数据

5.如图所示，用频闪相机拍摄“探讨物体做平抛运动规律”的照片,

图中A、B、C为三个同时由同一点动身的小球.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（）

A.平抛运动水平方向的分运动是自由落体运动

B.平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动

C平抛运动可分解为水平方向的自由落体运动和竖直方向的匀速

直线运动

D.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

6、.某同学在做“探讨平抛物体的运动”的试验中忘了登记槽末端的

位置0,如图所示，A为物体运动一段时间后的位置，依据图象求出

物体做平抛运动的初速度为（g取10m/s2）（）

A.lOm/sB.lOcm/sC.20m/s

D.200cm/s

7.一个同学在做探讨平抛运动试验时，只在纸上登记y轴位置，并

在坐标纸上描出如下图所示曲线.现在我们在曲线上取A、B两点,

用刻度尺分别量出它们到y轴的距离AA'二X"BB'=x2,以及AB的

竖直距离h,从而求出小球抛出时的初速度v。为()

22

I(X2-Xi)g

A.V2hB.

2

J^2-X1)g

V2h

丁+盯叵

C.2V2hD.

8.图4-7-9为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方

格的边长均为5cm,假如取g=10m/s:那么：

囱

(1)闪光频率是Hz(2)小球运动中水平分速

度的大小是m/s

(3)小球经过B点时的速度是m/s

9.如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同

高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两

个电磁铁由同一个开关限制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球

A、B,断开开关，两个小球同时起先运动.离开圆弧轨道后，A球做

平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：

(1)B球进入水平轨道后将做运动；变更A轨道的

高度，多次重复上述试验过程，总能视察到A球正好砸在B球上，由

此现象可以得出的结论是：.

(2)若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定

在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm,则可算出A铁球刚

达P点的速度为m/s.(gMXlOm/s2,结果保留两位小

数)

10.如图所示，为“探讨平抛物体的运动”的试验装置.

(1)试验室供应了如下器材：小钢球，固定有斜槽的木板，坐标

纸，重锤线，铅笔，秒表，图钉.

其中不必要的器材是;

(2)某同学在做试验时，留意了如下事项：

A.将小钢球轻轻放在斜槽末端时，小球能自动滚下；

B.小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放.

其中存在问题的是（填写选项前字母），应当如何调

整.

（3）正确操作后，该同学以斜槽末端为坐标原点0建立坐标系，

水平方向为z轴，竖直方向为y轴，在坐标系中描绘出小球的运动轨

迹.在轨迹上选取儿个不同的点，其中一个点的坐标为（xo,y。），则

利用x。、y。和当地重力加速度g,计算小球做平抛运动初速度V。的表

达式为V。=.

（4）为了减小由于测量带来的误差，该同学依据所测得的数据，

以y为横坐标（y为竖直方向位移），以X?为纵坐标（x为水平方向位

移），在坐标纸上画出相应的图象，发觉图象为过原点的直线.这位

同学测出该直线的斜率为k,则利用k和当地重力加速度g,计算小

球做平抛运动初速度v。的表达式为v0=.

11.某同学利用图1所示装置做“探讨平抛运动”的试验，依据试验

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2所示.图2中水平方

向及竖直方向每小格的长度L均为0.10m,Pi、凡和P3是轨迹图线上

的3个点.完成下列填空：（重力加速度g取9.8m/s2）

（1）若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，利用图中读

取的数据.求出小球从巳运动到P2所用的时间为，小

球抛出后的水平速度为（均用L、g表示）.

（2）小球运动到P2时的速度为（用L、g表示），

其值为m/s.

12.如图a是探讨小球在斜面上平抛运动的试验装置，每次将小球从

弧型轨道同一位置静止释放，并渐渐变更斜面及水平地面之间的夹角

。，获得不同的射程x,最终作出了如图b所示的x-tan0图象，

则：

(1)由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度

.试验中发觉0超过60°后，小球将不会掉落在斜面

上，则斜面的长度为m.

(2)若最终得到的图象如图c所示，则可能的缘由是(写出一个)

课后习题：

1.在做“探究平抛物体的运动”试验时，让小球多次沿同一轨道运

动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。为了能较精确地描绘运动

轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项前面的字母填在横

线上JO

(a)试验所用的斜槽要尽量的光滑，以减小摩擦

(b)通过调整使斜槽的末端保持水平

(c)每次释放小球的位置必需相同

(d)每次必需由静止释放小球

(e)记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必需严格地等距离下

降

(f)小球运动时不应及木板上的白纸相碰撞

(g)将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

（2）某同学在记录的白纸上画出小球运动轨迹如图所示，其中有一次

试验记录位置C远离他所描好的运动轨迹，分析造成这一结果的可能

缘由，写出一种可能性

（3）试验中测得A点的坐标为（9cm,5cm）,依据这个数据求得小球

的初速度为m/s.

2.在做“探究平抛物体的运动”试验时，除了木板、小球、斜槽、

铅笔、图钉之外，下列器材中还须要的是

A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧

秤F.重垂线

3.某同学设计了一个探讨平抛运动的试验。试验装置示意图如图

4-7-10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4-7-10中"/、……）,槽间距离均为“。把覆盖复写

纸的白纸铺贴在硬板B上。试验时依次将B板插入A板的各插槽中，

每次让小球从斜轨的一同位置由静止释放。每打完一点后，把B板插

入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离试验得到小球在白纸上打

下的若干痕迹点，如图4-7-11所示。

图图

(1)试验前应对试验装置反复调整，直到O每次让小球

从同一位置由静止释放，是为了O

(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了o

(3)在图4-7-11中绘出小球做平抛运动的轨迹。

4.试依据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速的试验方法。供

应试验器材：弹射器(含弹丸，见图4-7T2)；铁架台(带有夹具);

米尺。

缪

弹射器

4-7-1

(1)在安装弹射器时应留意o

(2)试验中须要测量的量(并在示意图中用字母标出)o

(3)由于弹射器每次射出的弹丸初速不行能