第三节 实验：研究平抛运动

1、3 3实验：研究平抛运动实验：研究平抛运动复习回顾：复习回顾：平抛运动：平抛运动：平抛运动的规律：平抛运动的规律：水平方向：水平方向：竖直方向：竖直方向：。物体以一定的水平速度抛后物体以一定的水平速度抛后,只在重力作用下的运动。只在重力作用下的运动。匀速直线运动，匀速直线运动，x = vx = v0 0t t自由落体运动，自由落体运动，y=gty=gt2 2/2/21. 1.能描出平抛运动的轨迹，通过这个轨迹研能描出平抛运动的轨迹，通过这个轨迹研究平抛运动的特点。究平抛运动的特点。2. 2.利用轨迹会计算平抛物体的初速度。利用轨迹会计算平抛物体的初速度。3. 3.经历探究的过程，掌握探究性实验

2、的一般经历探究的过程，掌握探究性实验的一般方法，养成严谨认真科学的实验态度。方法，养成严谨认真科学的实验态度。实验目的实验目的一、实验的理论探究一、实验的理论探究探究点探究点1 1：如何确定轨迹是否为抛物线？：如何确定轨迹是否为抛物线？探究点探究点2 2：如何根据已有的轨迹求出平抛：如何根据已有的轨迹求出平抛 的初速度？的初速度？探究点探究点1 1：如何确定轨迹是否为抛物线？：如何确定轨迹是否为抛物线？OxyxyMM1M2M31 1、轨迹上各点坐标、轨迹上各点坐标应该满足应该满足 y= a xy= a x2 22 2、取一点、取一点MM的坐标的坐标代入方程可求出代入方程可求出a a值值3 3、

3、在轴上作出等距离、在轴上作出等距离的几个点的几个点A A1 1、A A2 2、A A3 3、A A44，由，由A A1 1、A A2 2、A A3 3、A A4 4、向下作垂线，向下作垂线，垂线与抛体的交点记垂线与抛体的交点记为为MM1 1、MM2 2、MM3 3、MM4 4、。测量其他几。测量其他几个点的个点的x x、y y坐标。坐标。A1A4A3A2OxyxyMM1M2M33 3、量出坐标代入、量出坐标代入方程，求出不同的方程，求出不同的点是点是a a看看是否一看看是否一样，若各组的样，若各组的a a值值差不多，则说明轨差不多，则说明轨迹是一条抛物线。迹是一条抛物线。A1A4A3A2探究点

4、探究点1 1：如何确定轨迹是否为抛物线？：如何确定轨迹是否为抛物线？思考思考1：怎样通过这：怎样通过这些测量值来判断这条些测量值来判断这条曲线是否真的是一条曲线是否真的是一条抛物线？抛物线？Oxy探究点探究点2 2：如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度：如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度? ?xyM2 2、由、由y=gty=gt2 2/2/2求出时间求出时间1 1、在轨迹上取一个点、在轨迹上取一个点量出竖直位移量出竖直位移y y3 3、量出水平位移、量出水平位移x x，由，由v v0 0=x/t=x/t求出初速度求出初速度思考思考3 3：MM应该离原点较近还是应该较远？应该离原点较近还是应该较远

5、？思考思考2：为了得到抛体：为了得到抛体的初速度，还需测量什的初速度，还需测量什么量？进行怎样的计算么量？进行怎样的计算?1 1、实验器材、实验器材斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，铅笔，有孔的卡片有孔的卡片，刻度尺，重锤线。，刻度尺，重锤线。二、实验的操作探究二、实验的操作探究 2、实验操作要点：、实验操作要点：用图钉把白纸钉在竖直板上，用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，槽，细心调节三个调平螺丝，细心调节三个调平螺丝，将小球轻放在斜将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使

6、小球在平直轨道上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。的任意位置静止，就表明水平已调好。根据仪根据仪器上的重锤线将实验板调节到竖直。器上的重锤线将实验板调节到竖直。1 1、调整实验仪器：、调整实验仪器：2 2、确定坐标轴和小球的释放高度：、确定坐标轴和小球的释放高度：3 3、描绘运动轨迹：、描绘运动轨迹： 根据装置确根据装置确定小球平抛的起点，从而确定坐标轴；选择定小球平抛的起点，从而确定坐标轴；选择合适的释放高度，使小球运动轨迹大致经过合适的释放高度，使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角。白纸的右下角。 让小球从让小球从同一高度滚下，调节水平同一高度滚下，调

7、节水平横杆的高度，在白纸打出横杆的高度，在白纸打出若干个点迹，取下白纸，若干个点迹，取下白纸，描出轨迹。描出轨迹。2、实验操作要点：、实验操作要点：3、分析实验误差的来源：、分析实验误差的来源：（1 1）如何保证小球的运动是平抛运动？）如何保证小球的运动是平抛运动？（2 2）如何保证小球每一次都以相同的速度）如何保证小球每一次都以相同的速度水平抛出？水平抛出？（3 3）如何确定小球平抛的初始位置？）如何确定小球平抛的初始位置？（4 4）斜槽和小球的摩擦是否会增加实验误差？）斜槽和小球的摩擦是否会增加实验误差？（1 1）应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的）应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸

8、的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触； （2 2）小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度）小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当；滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当； （3 3）坐标原点）坐标原点( (小球做平抛小球做平抛运动的起点运动的起点) )不是槽口的端不是槽口的端点，应是小球在槽口时球点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。心在木板上的水平投影点。 OO3、分析实验误差的来源：、分析实验误差的来源：取下白纸，以取下白纸，以O O点为原点画出竖直向下的点为原点画出竖直向下的y y轴和水平向右的轴和水平

9、向右的x x轴，用平滑的曲线把这些位置轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。xy在曲线上选取在曲线上选取A A、B B、C C、D D、E E五个不五个不同的点，用刻度尺同的点，用刻度尺和三角板测出它们和三角板测出它们的坐标的坐标x x和和y y。4 4、处理数据：、处理数据：12345水平位移水平位移x x竖直位移竖直位移y ya a值值由由y= a xy= a x2 2算出的值，在实验范围内近似相算出的值，在实验范围内近似相等，则说明平抛运动的轨迹是一条抛物线。等，则说明平抛运动的轨迹是一条抛物线。将测得的数据填入下面的表格。将测得的

10、数据填入下面的表格。x/my/mv0/(ms-1)ABCD)/(10smvygxv20计算初速度：根据，计算出小球计算初速度：根据，计算出小球的初速度的初速度v v0 0，最后计算出，最后计算出v v0 0的平均值，并将有的平均值，并将有关数据记入表格内。关数据记入表格内。 xxxy1y2探究探究: :若初始位置不知道若初始位置不知道, ,能否求出平抛的初速度呢能否求出平抛的初速度呢? ?取两段相等的水平位取两段相等的水平位移，则两段时间相同。移，则两段时间相同。由由y y2 2 - y- y1 1=gt=gt2 2可得出可得出时间时间t t；再由再由v v0 0=x/t=x/t求出初速度。求

11、出初速度。1 1、在、在“研究平抛运动研究平抛运动”实验时，已备有下列实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的：中的： 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 C 2 2、在研究平抛运动的实验中，如果小球每次、在研究平抛运动的实验中，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，则正确的是 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

12、同的抛物线运动C C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ABD 3 3、在研究平抛运动的实验中，、在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白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和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示，从图中明显看出甲的实验错误是误是 . .乙的实验错误是乙的实验错误是 . . O甲甲O乙乙槽底不水平槽底不水平 每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同4 4、下列哪些因素

13、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 （ ）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建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点标原点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上取作计算的点离原点O O较远较远BC 5 5、如图所示，在研究平抛运动时，小球、如图所示，在研究平抛运动时，小球A A沿轨道沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关式开关S S，被电磁铁吸住的

14、小球，被电磁铁吸住的小球B B同时自由下落。同时自由下落。改变整个装置的高度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一高度的A A、B B两球总是同时落地。该实验现象说两球总是同时落地。该实验现象说明了明了A A球在离开轨道后球在离开轨道后 （ ）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CABSHBA.A.若甲、乙、丙三球

15、同时相遇，则一定发生在若甲、乙、丙三球同时相遇，则一定发生在P P点点B.B.若甲、丙二球在空中相遇，此时乙球一定在若甲、丙二球在空中相遇，此时乙球一定在P P点点C.C.若只有甲、乙二球在水平面上相遇，此时丙球还若只有甲、乙二球在水平面上相遇，此时丙球还未着地未着地D.D.无论初速度无论初速度v v0 0大小如何，大小如何， 甲、乙、丙三球一定会甲、乙、丙三球一定会同时在同时在P P点相遇点相遇6 6、甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条水平线上，水平面上的水平

16、线上，水平面上的P P点在丙的正下方，在同一点在丙的正下方，在同一时刻甲、乙、丙开始运动，甲以水平速度时刻甲、乙、丙开始运动，甲以水平速度v v0 0平抛，平抛，乙以水平速度乙以水平速度v v0 0沿水平面向右做匀速直线运动，丙沿水平面向右做匀速直线运动，丙做自由落体运动则做自由落体运动则 ( )( )v0v0甲甲P乙乙丙丙A B7 7、在做、在做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一的实验时，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，下面列出了一些操作要求，将能较准确地描绘运动轨

17、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：你认为正确的选项前面的字母填在横线上： 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

18、 成折线成折线 A C E8 8、某学生在、某学生在研究平抛运动研究平抛运动的实验中有如下操作步骤的实验中有如下操作步骤, ,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：_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O O；B B取下白纸，用平滑曲线连接小球依次通过的各点，得取下白纸，用平滑曲线连接小球依次通过的各点，得出平抛运动轨迹；出平抛运动轨迹；C C用重锤线和直尺画出过用重锤线和直尺画出过O O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O O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释放小球，并用铅笔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；在白纸上依次记下小球通过各点的位置；G G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