附校学参 高一 物理 2013年12月26日
5．3 实验：研究平抛运动
【学习目标】
1、知道平抛运动的条件及相应控制方法，知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。 2、知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法。
3、会推导平抛初速度的表达式，能依据实验数据计算平抛运动的初速度。
【学习重点】
1、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
2、利用平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度
【自主预习】
1、平抛运动轨迹的判断
思考1、该同学在实验中利用坐标纸得到平抛运动轨迹如图1（O为抛出点），为了判断该轨迹是否为抛物线，他对图象作了如下的处理：
1）在坐标轴上取一点A1并测得M1坐标为（0.1m，0.2m），请你根据该同学的方法依次作出点A2、A3、A4，找到轨迹上对应的M2、M3、M4并写出它们对应的坐标值为： M2（ 0.2m, ）、M3（0.3m, ）、M4（0.4m, ） 2）请你帮该同学判断：这条轨迹是不是抛物线？
A1
0.3
0.4
0.8 1.6 2.4
3.2
4.0 y 图1
2、计算平抛物体运动的初速度（重点）
思考2、图2是一同学在实验后在白纸上作出的轨迹图（以抛出点为坐标原点）和所得数据。试求出该运动物体的初速度。
16 32 O x/cm
20
80
O
0.2 0.1
M 1A 1 x
y/cm
图2
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小结方法：①取三点，使相邻两点的水平距离⊿x相等，则相邻点间历时相等，设历时为t
2
②由竖直方向相邻两点间的距离之差⊿y=gt,求出t ③由⊿x=V0t ,可求出V0
【课堂探究】
1、实验探究：某同学在实验室用图3装置研究平抛运动。为了得到清晰的运动轨迹，该同学进行如下的操作：
①检查平抛导轨，要求导轨末端与重锤线 （该同学将小球放在导轨末端水平部分，将其向两边各轻轻拔动一次，看其是否有明显的运动倾向，这样做的目的是 。）
②利用重垂线调整平板竖直。
③确定坐标原点，把小球放在导轨末端处，用铅笔记下小球此时球心所在平板上的水平投影点O，O即为原点。利
平板
用重垂线画出过坐标原点的竖直线，作为 轴，同时作出
重锤 底板
图3
导轨 接球槽
x轴。
④使球从导轨某一高处由静止落下，打在接球槽上，记下小球通过的位置。
⑤将接球槽逐次下降，使球从 由静止落下，（以保证每次抛出的 相同，轨迹重合。）重复上述操作，即在白纸上描得一系列平抛球运动点迹。（取4-6点即可） ⑥取下白纸，以O点为原点画出水平线用平滑曲线将记下的各点连接便可画出平抛球的运动轨迹。
2、请将你实验中所得轨迹图及有关数据记录在下面，并进行有关数据分析。 3、如图4为一小球做平抛运动闪光照片的一部分，图中背景格的边长均为A 2
5cm，如果取g=10m/s，那么：
B （1）闪光频率是 Hz。
（2）小球运动的水平分速度的大小是 m/s。
【随堂练习】
一.选择题
1、我们利用斜面小槽来研究平抛运动，下列做法可减小实验误差的是（ ） A、使用密度较大、体积较小的钢球 B、尽量减小球与导轨间的摩擦
图4
C 2
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C、实验时，让小球每次从同一高度由静止开始滚下 D、导轨末端的切线保持水平
2.在研究平抛物体的运动的实验中，为了求平抛物体的初速度，需直接测的数据有（ ） A.小球开始滚下的高度 B.小球在空中飞行的时间
C.运动轨迹上某点P的水平坐标 D.运动轨迹上某点P的竖直坐标
3、平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动；②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，如图所示，两个相同的弧形轨道上面分别装有电磁铁，，将小球分别吸在电磁铁上，然后切断电源，两球同时开始运动.这个实验（ ） A.只能说明上述规律中的第①条 B.只能说明上述规律中的第②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
4.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）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球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
6.如右图所示是物体做平抛运动的x-y图象,从O点抛出，A、B、C分别为其轨迹上的三点，A、B、C三点的水平距离相等，则A、B、C三点的竖直距离之比为（ ） O x
A A．1：1：1
B B．1：3：5 C．1：4：9 C D．不能确定
y
7.一同学做“研究平抛物体的运动”的实验，只在纸上记下重锤线y方向，忘记在纸上记下斜槽末端位置，并只在坐标纸上描出如图所示曲线。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’=x1,BB’=x2，以及AB的竖直距离h，
x1 A 从而求出小球抛出时的初速度v0为：
A´ 22(x2x1)g2hＡ． x2x1g22h Ｃ．(x2x1)2g2h Ｂ． x2x1g22h Ｄ．
B´ x2 B
二.填空题
1.在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC.已知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为v0=___________m/s，物体经过B点时的速度vB的大小为vB=___________m/s.（取g=10 m/s2）
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2.一个学生在做平抛运动的实验时只描出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上任取水平距离Δx相等的三点a、b、c,量得Δx=0.10 m，又量得它们之间的竖直距离分别为h1=0.10 m,h2=0.20 m，取g=10 m/s2,利用这些数据可以求出：
（1）物体被抛出时的初速度为____________m/s; （2）物体经过点b时的竖直速度为____________m/s.
5.如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，有一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25 cm.若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示)，其值为__________（取g=9.8 m/s2），小球在b点的速度为__________.
6.在“研究平抛物体的运动”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）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与曲线交于两点，作水平线交于y轴，两段y辆位移之比为___________.
（4）某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，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___________.
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