高中物理 5.4 《实验研究平抛运动》随堂学案 新人教版必修2（高一）

1、第4节 实验：研究平抛运动课前感知1以一定的 将物体抛出，在 可以忽略的情况下，物体所做的运动，叫抛体运动2物体要做平抛运动必须满足：受力上仅受 ；速度上应该有 方向的初速度3平抛运动轨迹是 4把平抛运动分解为 和 两个方向处理.5.平抛运动在水平方向 。即讲即练【典题例释】【我行我秀】【例1】在做“研究平抛物体的运动”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，为了能较准确的描绘运动轨迹，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上： A.通过调节使斜槽的末端保持水平 B.每次释放小球的位置必须不同 C.每次必须由静止释放小球 D.记录小球位置用的

2、木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 E.小球运动时不应与木板上的白纸(或坐标纸)相接触F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，利用直尺将点连成折线【思路分析】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，记录小球位置用的木条(或凹槽)，不必严格的等距离下降，因为本实验要求只描绘运动轨迹，研究其运动规律是从轨迹上研究，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线【答案】ACE【类题总结】解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项。在平抛运动的规律探究活动中

3、不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解。图5-4-1【例2】如图5-4-1所示为用频闪摄影方法拍摄的三个同时由同一点出发的小球的运动情况，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 。【思路分析】将B球与A球相比较，可以看出在同一时刻，在水平方向上B球与A球在相同位置，说明B球水平方向上与A球的运动是相同的，即在水平方向上B球做匀速直线运动。将B球与C球的运动相比较，B球在竖直方向上的位置与C球是相同的，即在竖直方向上B球与C球是相同的，即在竖直方向上B球做自由落体运动。【答

4、案】在竖直方向上B球做自由落本运动。【类题总结】利用频闪照片分析平抛运动的合运动与分运动的关系，是本章考题的常见形式，分析时重在掌握频闪的导时性拍摄图5-4-4【例3】小球做平抛运动，用一张印有小方格的纸记录其轨迹，若小球在平抛运动途中的几个位置如图544中的a、b、c、d 所示，则小球平抛的初速度v0是多大？（其中小方格的边长l=1.25cm，g=9.8m/s2） 【思路分析】利用平抛运动的特点，由竖直方向球的两点间的时间间隔，再由水平的位移间隔可求得水平速度。【答案】vo=0.70m/s由图可知，小球在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动y=gt2， 即l=gt2 又2l=vo

5、t 上二式解得：vo=2lg代入l、g值得：vo=0.70m/s 【类题总结】本题考查的是通过对图象的深入分析，了解学生对平抛运动规律的理解程度由竖直方向的位移之比为l：2：3，可判断a点不是抛出点，所以在求解时不能用2l=vot和l=12gt2得出答案。【例4】下列哪些因素会使“探究平抛物体的运动”实验的误差增大? A.小球与斜槽之间有摩擦 B.安装斜槽时其末端不水平 C.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D.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O较远【思路分析】小球与斜槽之间有摩擦，只要保证小球每次从槽上滚下的初始位置都相同，平抛时的初速度就都相同，不会引起误

6、差。如果仔细考查一下小球在斜槽中的运动，实验中要求“应使小球每次从槽上滚下时开始的位置都相同”，目的就是要保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等.其中竖直高度、水平位移均由刻度尺进行测量的，计算点距抛出点O越远，误差越小。如果安装斜槽时其末端不水平，其运动就不是平抛而是斜抛运动，会引起误差。应以斜槽末端小球重心所在的位置为坐标原点，否则会引起误差。取值范围越大，误差越小【答案】BC【类型总结】实验操作的要求是根据实验原理和要达到的精度而设置的，要确定每一个操作是否正确必须从实验原理入手思考例如，研究平抛物体的运动，实验操作必须保证小球做平抛运动；要描写平抛物体的运动轨迹，必须是同一个运动过程物

7、体经过的位置的连线。1（1）在本实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中错误的是( )A.小球平抛的初速度不同B.小球每次做不同的抛物线运动C.小球在空气中运动的时间每次均不同D.小球通过相同的水平位移所用时间均不同1（2）在做“研究平抛物体的运动”实验时，下列说法正确的是( ) A.安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直 B.安装有斜槽的木板时，只要注意小球不和木板发生 摩擦 C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动 水平分运动的规律2（1）某同学设计了如图542的实验：将两个光滑的斜滑道固定在同一个竖直面内、最下端水平

8、，把两个相同的小钢球从斜面的同一高度由静止释放，滑道2与光滑平板吻合，则他将观察到的现象是 这说明： 。2（2）“在探究平抛物体的运动规律”实验的装置如图5-4-3所示，在实验前应（ ）A.将斜槽的末端切线调成水平图543图542B.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点D.测出平抛小球的质量3（1）在“研究平抛物体运动”的实验中，某同学只记录了A、B、C三点，各点的坐标如图545所示，则物体运动的初速度为 m/s，开始平抛的初始位置的坐标为 （单位为cm）。图5-4-53（2）某同学在做研究平

9、抛运动的实验时，忘记记下斜槽末端位置，图546中的A点为小球运动一段时间后的位置，他便以A点为坐标原点，建立了水平方向和竖直方向的坐标轴，得到如图546所示的图象，试根据图象求出小球做平抛运动的初速度(g取10m/s2) 图5-4-6图5-4-64. 在用斜槽“探究平抛运动的规律”的实验中，某同学在建立坐标系时有一处失误设他在安装实验装置和进行其余的操作时准确无误：图5-4-8(1)观察如图548可知，他的失误之处是 ；(2)他根据记录建立坐标系，运用教材实验原理测得的平抛初速度值与其真实值相比 (选填“偏大”、“相等”或“偏小”)超越课堂基础巩固1.关于平抛运动，下列说法正确的是( )A.平

10、抛运动是匀变速运动B.平抛运动是非匀变速运动C.可以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D.落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关2.在探究平抛物体运动的实验中，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.保证小球运动的轨迹是一条抛物线3.火车做匀速直线运动，一人从窗口伸出手释放一物体，不计空气阻力，在地面上的人看到该物体 ( )A.做自由落体运动B.因惯性而向车前进的反方向沿抛物线落下C.将以此时火车的速度为初速度做平抛运动D.将向

11、前下方做匀加速直线运动4.做“研究平抛物体的运动”实验时，下列说法正确的是( )A.实验目的之一是求当地重力加速度B.小球运动时，应与木板上的白纸相接触C.把小球位置记录在纸上后，应用平滑曲线连接D.在纸上记录小球的第一个位置，应尽量靠近坐标原点5.在探究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽上不同位置释放，则各次相比不相同的是 ( )A.小球的初速度B.小球的运动轨迹C.小球的下落时间D.小球通过相同水平位移所用的时间6.水平匀速飞行的飞机上，每隔相等的时间落下一个小球，如果不计空气阻力，每一个小球在空中运动的轨迹及这些小球在空中的连线将分别是( )A.抛物线、倾斜直线 B.竖直直线、倾斜

12、直线C.抛物线、竖直直线 D.竖直直线、折线7.“研究平抛物体的运动”实验中，为了描出物体的运动轨迹，实验应有下列各个步骤：A.以O为原点，画出与y轴相垂直的水平x轴B.把事先做好的有缺口的纸片用手按在竖直木板上，使由斜槽上滚下抛出的小球正好从纸片的缺口中通过，用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置.C.每次都使小球从斜槽上固定的标志位置开始滚下，用同样的方法描出小球经过的一系列位置，并用平滑的曲线把它们连接起来，这样就描出了小球做平抛运动的轨迹D.用图钉把白纸钉在竖直木板上，并在木板的左上角固定好斜槽E.把斜槽末端距离一个小球半径处定为O点，在白纸上把O点描下来，利用垂锤线在白纸上画出过O

13、点向下的竖直线，定为y轴.在上述实验中，缺少的步骤F是 ；正确的实验步骤顺序是 。能力提升8.易错题为了准确地测出平抛轨道上某点的坐标，需要注意的是( )A.选距原点近一些的点B.应正确标出平抛小球的球心在木板上的水平投影点C.用重锤线准确地确定纵轴D.选距原点远一些的点9.易错题在“探究平抛运动的规律”实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中错误的是( )A.小球平抛的初速度不同B.小球每次做不同的抛物线运动C.小球在空中运动的时间每次均不同D.小球经过相同的水平位移的时间均不同10.概念理解题物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向的分速度vy(取向下为正)随时间变化的图象是

14、图549中的( ) 图5-4-939图5-4-1311. 应用题在研究平抛运动的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线y的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图5410所示，现在曲线上取A、B两点量出它们到y轴的距离，AA=x1，BBx2，以及AB的竖直距离h，用这些可以求得小球平抛时初速度为 .图5-4-1112.实验题试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸射出的初速度”的实验方案提供的实验器材为弹射器(含弹丸，如图5411)、铁架台(带有夹具)、米尺。(1)画出实验示意图；(2)在安装弹射器时应注意 ；(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为 ；(

15、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)计算公式为 .13.应用题图5412是用闪光照相法测平抛物体的初速度时，用10次/秒的闪光照相机对正在做平抛运动的球拍摄的照片，背景是每格边长为5cm的正方形格子，求小球的初速度能否用此照片求出当地的重力加速度?如能，根据该照片求出的重力加速度的数值是多少?图5-4-12思维拓展14.创新题如图5-4-13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做同样的实验，发现A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开

16、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图5-4-1415. 应用题一个同学“研究平抛物体运动”的实验，只在纸上记下重锤y方向，忘记在纸上记下斜槽末端位置，并只在坐标纸上描如图5414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的距离AA=x1，BB=x2，以及AB的竖直距离h，从而求出小球抛出时的初速度vo为（ ） A.x22-x12g/2h B.(x2-x1)2g/2h C.x2+x12g/2h D. x2-x12g/2h16.实验题一农用水泵的出水管是水平的

17、当水泵工作时，水流从整个水管中流出现给你一个钢卷尺和游标卡尺，进行必要的测量估算出水泵的流量需测量的物理量是 、 、 ，计算流量的表达式Q= 。17.探究题如图5415是用频闪照片研究平抛物体运动时，拍射的自由落体运动和平抛运动在不同时刻的一幅照片照片中同一时刻，自由落体运动小球的位置与平抛运动小球的位置之连线与自由落体小球的轨迹不垂直试分析造成这种现象可能的原因是什么? 图5-4-15第四节抛体运动的规律【课前感知】1.匀变速，匀速直线，自由落体 2.x=v0t 3.y=4. 5.水平、重力 6.匀速、匀减速【我行我秀】1.（1）AB【思路分析】物体在平抛运动过程中，只受重力作用，据牛顿第二

18、定律可知，物体的加速度为g保持不变，另外在相等的时间t内可知v=gt也是恒量，故A、B正确；位移s=在相等的时间t内大小不等，方向不同，故C错；其,由于S不同，则不同，故D错。1.（2）C 2.(1)C（2）31.8m/s【思路分析】将网球的运动视为平抛运动，由图中提供的信息可以知道小球击中图中位置时，必须发生的水平位移是22.5m,由击球时的高度2.5m，可以求得网球在空中飞行的时间，进而可以求出运动员击球的速度。由竖直方向上是自由落体可得根据网球在水平方向上做匀速直线运动可得2.（3）【思路分析】设物体从抛出到落地所用时间为t，根据平抛运动的规律可知 ,通过这些规律便可求得相应的未知量。【

19、答案】所用时间落地时的速度大小速度方向与x轴的夹角【解后反思】平抛运动水平方向与竖直方向的分运动是相互独立的，运动时间取决于竖直方向的运动；落地时的速度等于水平方向与竖直方向的速度的矢量和，速度的方向与x轴正方向的夹角由决定。3.BC 4.（1）【思路分析】图示为闪光照片的一部分，闪光周期是不变得，即小球从A到B，从B到C用的时间tAB=tBC=T（也可以从A、B间与B、C间的水平距离相等得出该结论）。因为是照片的一部分，不能认为A是平抛物体运动的抛出点，但小球在竖直方向上仍然做加速度为g的匀变速直线运动，tAB=tBC,所以竖直方向有y=yBC-yAB=g·T2而y=5cm/格&#

20、215;2格=10cm,代入上式得闪光周期T=0.1s又xAB=5cm4格=20cm=0.2m【答案】v0=.4.（2）【思路分析】每次碰后的运动可视为碰撞前运动的延续，求出水平射程即是小球在容器中水平方向运动的总路程，再将其除以直径d即为小球与器壁碰撞的次数。【超越课堂】1.A 2.AD 3.C 4.CD 5.A 6.AC 7.BD 8.D 9.C 10.C 11.C 12.D 13.A 14.A 15. 【思路分析】当抛出1s后，速度方向与水平方向成45°，说明水平方向速度vo与竖直方向速度vy相等，vo=vy=10m/s落地后与水平方向成60°，得到vyt= votan60°【答案】vyt= votan60°=10m.，所以下降h=15m, t=s，水平射程s=vot=10m.16.【思路分析】建立如图6-4-1所示的坐标系，炸弹离开飞机后做平抛运动，要刚好落到目标点，位移s与竖直方向的夹角就是瞄准角。图D6-4-1【答案】x=vot ，h=gt2 ，tan=，由式得=