(共36张PPT)
人教版（2019）高中物理必修第二册
第五章 抛体运动
5.3 实验：探究平抛运动的特点
授课人：扬帆起航
抛体运动：以一定速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用
平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动
平抛运动有什么特点？
新课引入
1、描绘出平抛物体的运动轨迹（重点）；
2、判断轨迹是否是抛物线；
3、求出平抛运动物体的初速度（难点）
一 实验目的
【实验目的】
1、用描迹法画出小球平抛运动的轨迹；
2、建立坐标系，测出轨迹上某点的坐标x、y；据 得初速度
【实验原理】
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。
铁架台
斜槽
木板
白纸
小球
铅垂线
【实验器材】
1、安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持切线水平;
【实验步骤】
如何检验斜槽末端部分是否水平 ？
若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平。（也可将小球放在斜槽末端，轻轻将其向两边各拨动一次，看其是否有明显的运动倾向）。精细的检查方法是用水平仪调整。
思考与讨论
2、调整木板:用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板;
实验步骤
【实验步骤】
如何检验斜槽末端部分是否水平 ？
怎么判断木板面是否竖直
思考与讨论
调节木板，使重锤的吊线与木板的边线平行、与木板面平行。
3、确定坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点（不是槽口端点）,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴，用三角板画出水平方向的x轴;
O
y
坐标原点（平抛起点）
【实验步骤】
5、描绘运动轨迹:上下移动接球挡板，当球撞击接球挡板时就会在坐标纸上印下相应的黑点，就记下了小球球心所对应的位置。用同样的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点,然后将这些点用平滑曲线描绘出来.
4、确定小球释放点:选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放,使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角;
【实验步骤】
（1）判断平抛运动的轨迹是不是抛物线：
如图所示，在 x 轴上作出几个等距离的点
A1、A2、A3、…，把线段OA1 的长度记为l，则
OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂线，
与轨迹的交点记为M1、M2、M3、…。若轨迹是一条抛物线，则各点的 y 坐标和 x 坐标应该具有 y＝ax2的形式（a 是待定常量），用刻度尺测量某点的 x、y 两个坐标值，代入y＝ax2 求出a。再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线。
【数据分析】
（2）求小球平抛的初速度 v0：
①在所描绘的轨迹曲线上选取 A、B、C、D、E、F 六个不同的点，测出它们的坐标值。
中，求出小球做平抛运动
②将各点坐标值代入 v0＝x
的初速度 v0。
③记录各点求得的初速度，最后算出初速度 v0 的平均值
v0，并做好记录。
O
y
x
v0
v0=
= x
测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0
P（x，y）
计算初速度
实验数据处理
变式1：x、y轴都画出，抛出点（坐标原点）未画出
x
y
y1
y2
y1
y2
变式2： x轴或y轴画出，抛出点（坐标原点）未画出
B
C
A
分析与解：在运动轨迹上取相邻的两个点间的水平距离相等的点, 测出相邻两个点间的水平距离x和相邻两个点间的竖直距离y.设相等时间为 t ，由于竖直方向是加速度为g的匀加速直线运动，所以
1、应保持斜槽末端的切线水平,以使小球离开斜槽后做平抛运动。
2、钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触。
3、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下(以保证重复实验时，小球做平抛运动的初速度相等)
【注意事项】
4、在斜槽上释放小球的高度应适当。使小球能以适当的水平速度抛出，其运动轨迹由图板左上角到右下角，这样可以充分利用坐标纸，减小测量误差。
5、小球做平抛运动的起点不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。
6、由平抛运动方程求小球平抛的初速度时，应选取在平抛运动轨迹上离坐标原点O 较远的点的坐标数据来进行计算，这样既便于测量又减小了误差。
1、安装斜槽时，其末端切线不水平。
2、建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点。
3、计算小球的速度要在平抛轨迹上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可以减小相对误差。
【误差分析】
还有哪些方案描绘平抛运动的轨迹？
方案一 ：
描迹法
【课后探究】
方案二 ：
径迹法
o
x
y
水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹。
喷嘴（比细管更细的硬管）
使A 处的水的压强始终等于大气压
透明胶片
细管
v0
方案三 ：
用频闪照相机记录物体运动的轨迹
照相法
方案四 ：
用传感器和计算机描出做平抛运动的轨迹
传感器法
例1．在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是（ ）．
A．游标卡尺 B．秒表
C．坐标纸 D．天平
E．弹簧秤 F．重垂线
C F
例2、在做“研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施可减小误差 （ ）
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽水平部分轨道必须水平
C．每次要平衡摩擦力
D．小球每次应从斜槽上同一高度释放
E. 在曲线上取作计算的点离原点O较远
B D E
例3、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（ ）
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．小球通过相同的水平位移所用时间均不同
ABD
例4、在研究平抛运动的实验中，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
.
乙的实验错误是
.
O
甲
O
乙
没有保持斜槽末端切线水平
每次释放小球的高度不同
例5、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l＝1.25cm，若小球在平抛运动中先后经过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)，其值是 (g取9.8m／s2)．
d
a
b
c
解析：由平抛运动规律
Δy=gT 2= l
x=v0 T
∴ v0 = x/T=2l /T=
代入数字 l = 1.25cm=1/80 m
得到 v0 =0.70m/s
0.70m/s
拓展：
（1）物体经过b时的速度为 m/s；
（2）抛出点在a点上方高度为 m处
（3）如取a点为坐标原点，则抛出点的位置坐标是多少？
d
a
b
c
1. 在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的 ( )
A. 秒表 B. 天平 C. 重垂线 D. 测力计
C
2. 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 ( )
ABD
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均不同 D. 小球通过相同的水平位移所用时间均不同
跟踪练习
3. 在做研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，两位同学得到的记录纸分别如图甲、乙所示，从图中明显看出：
甲的实验错误是_____________________；
乙的实验错误是_________________________。
斜槽末端不水平
每次释放小球的高度不同
O
甲
O
乙
4. 下列哪些因素会使本实验的误差增大 （ ）
A. 小球与斜槽之间有摩擦
B. 建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
C. 安装斜槽时其末端不水平
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
BC
5. 在做“研究平抛物体的运动”这一实验时，下面哪些说法是正确的 ( )
AB
A. 安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平
B. 进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放
C. 小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果
D. 为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量
