(共21张PPT)
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实验:研究平抛运动
【实验目的】
1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
【实验原理】
1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax2的形式(a是一个常量),则轨迹是一条抛物线。
3.测出轨迹上某点的坐标x、y,据x=v0t、y= gt2得初速度v0=x· 。
【实验器材】
斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺
【实验过程】
一、实验步骤
1.安装调整:
(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平。
(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的
左上角,把木板调整到竖直位置,使板
面与小球的运动轨迹所在平面平行且
靠近。如图所示:
2.建坐标系:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴,画出水平向右的x轴。
3.确定小球位置:
(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值。
(2)让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点。
(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。
4.描点得轨迹:取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹。
二、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线:
在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x,y)。
(1)代数计算法:将某点(如M3点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标都近似成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线。
(2)图像法:建立y-x2坐标系,根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是抛物线。
2.计算初速度:在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个
点——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标
(x,y),并记录在下面的表格中,已知g值,利用公式y= gt2和
x=v0t,求出小球做平抛运动的初速度v0,最后算出v0的平均值。
A B C D E F
x/mm
y/mm
v0=x /(m·s-1)
v0的平均值
【误差分析】
1.安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动。
2.建立坐标系时,坐标原点的位置确定不准确,导致轨迹上各点的坐标不准确。
3.小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差。
4.确定小球运动的位置时不准确,会导致误差。
5.量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差。
【注意事项】
1.斜槽安装:实验中必须调整斜槽末端的切线水平,将小球放在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,若没有明显的运动倾向,斜槽末端的切线就水平了。
2.方木板固定:方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
3.小球释放:
(1)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。
(2)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。
4.坐标原点:坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
5.初速度的计算:在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。
类型1 实验仪器与实验操作
【典题1】(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.弹簧测力计 F.重垂线
(2)(多选)实验中,下列说法正确的是( )
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
D.斜槽轨道末端可以不水平
【标准解答】(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重垂线确定坐标轴的y轴。故C、F是需要的。
(2)使小球从斜槽上同一位置滑下,才能保证每次的轨迹相同,A正确。斜槽没必要必须光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可,B错误。实验中记录的点越多,轨迹越精确,C正确。斜槽末端必须水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,D错误。
答案:(1)C、F (2)A、C
类型2 实验误差与数据处理
【典题2】(2014·崇文高一检测)(1)(多选)研究平抛运动,下面哪些做法可以减小实验误差( )
A.使用密度大、体积小的钢球
B.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
C.实验时,让小球每次都从同一高度由静止开始滚下
D.使斜槽末端的切线保持水平
(2)某同学在做“研究平抛运动”的实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置O,A为小球运动一段时间后的位置,根据如图所示,求出小球做平抛运动的初速度为 m/s。
【标准解答】(1)研究平抛运动时,钢球体积越小,所受空气阻力越小,并且记录小球通过的位置越准确,A正确;小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下,可保证小球的初速度不变,与钢球和斜槽间的摩擦无关,B错误,C正确;实验时必须使斜槽末端的切线水平,以确保小球水平飞出做平抛运动。D正确。
(2)由题图可知AB、BC间的竖直距离
yAB=15cm=0.15m,yBC=25cm=0.25m
因为xAB=xBC=0.20m,所以小球从A运动到B与从B运动到C的时间相同,设此时间为t。
据yBC-yAB=gt2得
又因为xAB=v0t
所以v0=
答案:(1)A、C、D (2)2.0(共25张PPT)
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实验：研究平抛运动
目的和器材
实验目的 1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
实验器材 斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺
实验原理
1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2.建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线。
3.测出轨迹上某点的坐标x、y，根据x=v0t，y= gt2得初速度v0=x 。
【实验过程】
一、实验步骤
方法一：描迹法
1.安装调整：
(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，使其末端伸出桌面，轨道末端切线水平。
(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近。如图所示：
2.建坐标系：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，利用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴，然后画出水平向右的x轴。
3.确定小球位置：
(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射出，用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值。
(2)让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点。
(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。
4.描点得轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹。
方法二：喷水法
如图所示，倒置的饮料瓶内装有水，瓶塞内插着两根两
端开口的细管，其中一根弯成水平，且加上一个很细的
喷嘴。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。将它描在背后的纸上，进行分
析处理。
方法三：频闪照相法
数码照相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片。将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线便得到了小球的运动轨迹。
二、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线：
在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x，y)。
(1)代数计算法：将某点(如M3点)的坐标(x，y)代入y=ax2求出常数a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐标都近似成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线。
(2)图像法：建立y -x2坐标系，根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值，在坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，若大致在一条直线上，则说明平抛运动的轨迹是抛物线。
2.计算初速度：在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——
A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x，y)，并
记录在下面的表格中，已知g值，利用公式y= gt2和x=v0t，求出小
球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值。
A B C D E F
x/mm
y/mm
v0=x /(m·s-1)
v0的平均值
3.判定O点是不是抛出点：
(1)在如图所示的轨迹上选取A、B、C三点，OA、AB、BC的水平距离相等，则说明从O到A、A到B、B到C的时间相等，过A、B、C三点作水平线和y轴相交，得出A、B、C三点的纵坐标值yA、yB、yC。
(2)如果yA∶yB∶yC=1∶4∶9，则说明O点为抛出点，
若不满足上述比例关系，则说明O点不是抛出点。
【误差分析】
(1)安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动产生误差。
(2)建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确产生误差。
(3)小球每次自由滚下时的起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差。
(4)确定小球运动的位置时，出现误差。
(5)量取轨迹上各点的坐标时，出现误差。
【注意事项】
(1)斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端切线水平，将小球放在斜槽末端水平部分，若能使小球在平直轨道上的任意位置静止，斜槽末端的切线就水平了。
(2)方木板固定：方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
(3)小球释放：
①小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。
②小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。
(4)坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，而是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
(5)初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O较远的一些点来计算初速度。
热点一 实验操作及原理
【典例1】(2015·宜昌高一检测)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)某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在
安装实验装置和其他操作时准确无误，只有一处
失误，即是______________________。
(4)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____________，测量值比真实值要________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【正确解答】(1)斜槽末端水平时小球处处平衡，放在槽口能静止不
动。(2)用重垂线来确定竖直线最准确。(3)描绘小球的运动轨迹的起
始位置时应描绘球心的位置，因此坐标原点应在平抛起点的球心位
置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点。
(4)根据x=v0t，y= gt2，两式联立得：v0= ，因为坐标原点
靠下，造成y值偏小，从而v0偏大。
答案：(1)将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止 (2)重垂线 (3)坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点
(4) 偏大
热点二 实验误差与数据处理
【典例2】图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________。
(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________m/s。
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；B点的竖直分速度为________m/s。
【正确解答】(1)要使小球做平抛运动，斜槽末端切线应水平，同时
为了使每次平抛的初速度相同，应让小球从同一位置由静止释放。
(2)由x=v0t，y= gt2得v0=x ，将(32.0，19.6)代入得v0=
0.32× m/s=1.6m/s。(3)由图丙可知，小球由A→B和由
B→C所用时间相等，且有Δy=gT2，x=v0T，解得v0=1.5m/s，vBy=
=2m/s。
答案：(1)水平 初速度相同 (2)1.6 (3)1.5 2课件修订记录表
版本：人教必修二 节： 第五章 第3节 作者： 贾光东
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19 更换标题
20 例题改为对点训练增加 “多选”增加【解题关键】
21 增加【解题关键】
23 更换栏目名称
24 更换栏目名称
25 增加“多选”[]
26 增加“多选”增加【解题关键】
27 增加“多选”
28 增加【互动探究】
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3 实验：研究平抛运动
平抛运动的特点：
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
以上特点是我们根据平抛运动的受力特点分析得到的，你能否设计几个实验来验证你的结论呢？
y
x
平抛运动的轨迹是抛物线。你能不能准确描绘出平抛运动的运动轨迹？
1.知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运
动和竖直方向的自由落体运动。
2.能够设计实验得到物体做平抛运动的轨迹。
3.能够通过对平抛运动轨迹的研究，计算平抛运动物
体的初速度。
（重点）
（难点）
观察结果:两球相撞
实验结论：
平抛运动水平方向的运动
是匀速直线运动。
【探究一、探究平抛运动水平方向的运动规律】
观察实验，你能得出什么结论？
探究二、探究平抛运动竖直方向的运动规律
【实验结论】：
平抛运动竖直方向的运动
是自由落体运动 。
观察结果:两球同时落地
观察实验，你能得出什么结论？
探究思路：
1.创造条件得到一个平抛运动。
2.在平抛运动的轨迹上找到一些点并记录下来。
3.利用记录下来的点描出平抛运动的轨迹。
4.进一步研究这种运动轨迹，分析平抛运动规律
探究三、描绘平抛运动的轨迹
怎样才能描绘出平抛运动轨迹？
实验器材: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
【方案一】利用平抛运动演示仪
实验用到哪些器材？
实验原理
1.令小球做平抛运动，利用描点法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。
2.测出曲线上某一点的坐标x和y，代入y=a1x2中，求出a1值
3.测出曲线上另一点的坐标x和y，代入y=a2x2中，求出a2值
怎样才能判断轨迹是否为抛物线？
4.重复步骤3，测量其它一
些点的x,y并求出对应的a值
实验步骤
（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，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，若小球能在平直轨道上的任意位置静止，就表明斜槽已调好。
安装斜槽有何要求？为什么这样要求？
（2）调整木板：用悬挂在槽口的重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。然后把重垂线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。
（3）确定坐标原点O：
把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。
怎样确定坐标原点？
（4）描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。
用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。
保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
小球每次的释放点是否相同？
1.应保持斜槽末端的切线水平，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。
2.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，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差。
注意事项
请总结实验需要注意的地方？
3.坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，而是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。
O
O′
坐标原点（平抛起点）
实验演示
【方案二】水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹。
水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹。
透明胶片
y
x
O
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
A
B
C
D
在误差允许的范围内，四段水平位移近似相等；且四段水平位移所用的时间相等。竖直方向Δh=gT2
【方案三】频闪照相
这些点的分布有什么规律？
x
y
x
y
探究四、怎样计算平抛运动的初速度？
1.若实验已经准确标记原点,怎么求平抛初速度？
O
2.若实验没有准确标记原点,如何求v0？
x
y
x1
x2
y1
y2
O
【对点训练1】（多选）
在做“研究平抛运动”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
准确地描绘运动轨迹，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(或方格纸)接触
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成
折线
ACE
解题关键：
注意平抛运动的条件
【对点训练2】如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为5 cm，g= 10m/s2，则
（1）小球平抛的初速度v0= m/s
（2）闪光频率f= Hz
（3）小球过A点的速率vA= m/s
A
B
C
解题关键：1.观察这些点在水平和竖直方向的分布规律;
2.平抛运动在水平方向做匀速直线运动;
3.平抛运动在竖直方向做自由落体运动。
解析：由自由落体运动规律，
Δy=gt2=2×0.05=0.1 m
所以t=0.1 s f=10 Hz
x=v0t 所以 v0 = =1.5 m/s
vBy = =2 m/s
vAy = vBy –gt = 2 m/s-1 m/s=1 m/s
vA2 = vAy2 + v02
vA=1.8 m/s
在误差允许范围内,四段位移近似相等
四段位移所用时间相等
在水平方向,相等时间内的位移相等
平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
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
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.（多选）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
3.（多选）在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的
位置坐标如图所示，当g＝10 m/s2时，下列说法正确的是
（ ）
A.小球抛出点的位置坐标是(0，0)
B.小球抛出点的位置坐标是(-10，-5)
C.小球平抛初速度为2 m/s
D.小球平抛初速度为1 m/s
BD
解题关键：图中ABC三点在水平方向上AB=BC，
在竖直方向上间距可以由图直接读出
4.（多选）(2014·江苏高考)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,
自由下落。关于该实验,下列说法中正确的有( )
A.两球的质量应相等
B.两球应同时落地
C.应改变装置的高度,多次实验
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
BC
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＝1.25 cm，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9.8 m／s2)。
0.70 m/s
d
a
b
c
互动探究：请总结利用
平抛运动的轨迹求平
抛初速度和抛出点坐标
的方法。
不论去往何方，身后永远有不变的祝福，凝注的眼光——母校用宽大的胸怀包容我们，等待我们，期许我们。【世纪金榜】2016版高中物理 5.3实验：研究平抛运动（精讲优练课型）实验演练 新人教版必修2
1.(多选)(2015·威海高一检测)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，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平
B.安装有斜槽的木板时，只要注意小球不与木板发生摩擦即可
C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D.斜槽轨道必须光滑
【解析】选A、C。做本实验必须使斜槽 ( http: / / www.21cnjy.com )末端切线水平，使钉有坐标纸的木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出坐标轴，A项正确、B项错误。小球每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下，就可保证小球每次飞出的初速度相同，C项正确、D项错误。
2.某物理实验小组利用如图所示装置测量小球做平抛运动的初速度。在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点处的重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上，则利用小球在刻度尺上的落点位置，就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度。下列各图表示四位同学在刻度尺旁边分别制作出的速度标尺(图中P点为重锤的投影位置)，其中可能正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】选A。设小球做平抛运动的竖直高度为h，由h=gt2，得t=；在水平方向有x=v0t，即平抛运动的水平位移x=v0，可见x与v0成正比，在速度标尺上的速度值应该是均匀分布的，选项A正确。
3.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
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A.让小球多次从________位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。
B.按图安装好器材，注意______________________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。
C.取下白纸，以O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。
完成上述步骤，正确的实验顺序是________________________。
【解析】安装器材时，应使斜槽末端水平，以保证小球做平抛运动。实验中，每次小球应从同一位置下落，以保证每次的运动轨迹都相同。
答案：同一 斜槽末端水平 BAC
4.( 2015·茂名高一检测)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果g取10m/s2，那么：
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(1)照相机的闪光频率是________Hz。
(2)小球运动中水平分速度的大小是________m/s。
(3)小球经过B点时的速度大小是________m/s。
【解析】(1)因为xAB=xBC，所以tAB=tBC。在竖直方向上，由Δy=gT2得5L-3L=gT2，解得T=0.1s，故闪光频率为10Hz。(2)水平分速度v==m/s=1.5m/s。
(3)vBy==m/s=2.0m/s，又知vBx=1.5m/s，所以vB=
=m/s=2.5m/s。
答案：(1)10 (2)1.5 (3)2.5
5.某科学兴趣小组利用下列装置验证小球平抛运动规律，设计方案如图甲所示，用轻质线拴接一小球，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO′=h(h>L)，重力加速度为g。
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(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：________。
(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的C点，O′C=x，则小球做平抛运动的初速度v0=________。
(3)在其他条件不变的情况下，若改变释 ( http: / / www.21cnjy.com )放小球时悬线与竖直方向的夹角θ，小球落点与O′点的水平距离x将随之改变，经多次实验，以x2为纵坐标、cosθ为横坐标，得到如图乙所示图像，则当θ=30°时，x为________m。
【解析】(1)电热丝P放在悬点正下方，是因为当小球摆到最低点时，速度v0为水平方向，此时悬线刚好被烧断，以保证小球做平抛运动。(2)由x=v0t，h-L=gt2，解得v0=x。(3)由x2-cosθ图像可知x2=2-2cosθ，当θ=30°时，代入得x≈0.52m。
答案：(1)保证小球沿水平方向抛出 (2)x
(3)0.52
6.如图所示，用底部带孔的玻璃 ( http: / / www.21cnjy.com )试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利用该实验器，一方面能测弹簧的劲度系数，另一方面可测量小球做平抛运动的初速度。
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(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________和________，然后由公式________求出k的平均值。
(2)使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端压到________(选填“同一”或“不同”)位置。然后分别测出小球几次飞出后的________和________，再由公式________求出初速度的平均值。
【解析】(1)根据胡克定律F=kΔx，可得k=。弹簧的劲度系数可由弹簧的伸长量(或压缩量)和弹力计算。(2)物体做平抛运动时，水平方向上x=v0t，竖直方向上y=gt2，所以v0=x。
答案：(1)弹簧测力计的示数F 弹簧的伸长量Δx k= (2)同一 水平位移x 竖直高度y v0=x【世纪金榜】2016版高中物理 5.3实验：研究平抛运动（探究导学课型）达标演练 新人教版必修2
1.(多选)在“研究平抛物体的运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置是(设小球半径为r)( )
A.斜槽口末端O点
B.小球在槽口时,球心在木板上的投影点
C.槽口O点正前方r处
D.小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处
【解析】选B、D。小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,而是球的球心在槽口上方时,球心在板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的位置高一些,确定该投影点的位置用选项B、D的说法即可。
2.(多选)(2014·江苏高考)为了验 ( http: / / www.21cnjy.com )证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。关于该实验,下列说法中正确的有( )
A.两球的质量应相等
B.两球应同时落地
C.应改变装置的高度,多次实验
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
【解析】选B、C。平抛运动在竖直方向上可以 ( http: / / www.21cnjy.com )分解为自由落体运动,因为等高同时运动,所以两球同时落地,B项正确;为了探究平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,需要改变装置的高度,多次实验,C项正确。
3.(2014·武汉高一检测)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
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A.让小球多次从 位置滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。
B.按图安装好器材,注意 ,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。
C.取下白纸,以O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。
完成上述步骤,正确的实验顺序是 。
【解析】安装器材时,应使斜槽末端水平,以保证小球做平抛运动。实验中,每次小球应从同一位置下落,以保证每次的运动轨迹都相同。
答案:同一 斜槽末端水平 BAC
4.两个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地。改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明 。
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(2)乙同学采用如图乙所示的装置,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中M、N的末端可看作与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是 。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明 。
【解析】(1)甲图是通过实验来验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动。结论为:平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。
(2)乙图是通过实验来验证平抛运动的小球在水平方向上做匀速直线运动。结论为:P球击中Q球,平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。
答案:(1)平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
(2)P球击中Q球 平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
5.(2014·蚌埠高一检测)如图所示,图甲是研究平抛运动的实验装置图,图乙是实验后在白纸上作的图和测得的数据。
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(1)图乙上标出了O点及Ox、Oy轴,请说明这两条坐标轴是如何作出的;
(2)说明判断槽口末端切线是否水平的方法;
(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹,进行这一实验步骤时应注意什么
(4)根据图乙给出的数据,计算此平抛运动的初速度v0。
【解析】(1)利用拴在槽口处的重垂线作出Oy轴,Ox轴与Oy轴垂直,O点在槽口上方r(小球半径)处。
(2)将小球放在槽口的水平部分,小球既不向里滚也不向外滚,说明槽口末端是水平的。
(3)应注意使小球每次都从轨道同一位置由静止释放。
(4)利用B点进行计算,由y=,代入数据得:t==0.30s,v0==1.6m/s。
答案:见解析
6.(2013·德州高一检测)在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处。使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A。将木板向远离槽口方向平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B。将木板再向远离槽口方向平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,得到痕迹C。若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B间距离y1=4.78cm,B、C间距离y2=14.82cm,g取9.8m/s2。
(1)根据以上直接测量的物理量得小球初速度v0= 。(用题中所给字母表示)
(2)小球初速度的测量值为 m/s。
【解析】由于每次移动距离x=10.00cm,所以小球从打A点到打B点与从打B点到打C点的时间相同,设此时间为t。由于y2-y1=gt2,且y1=4.78cm,y2=14.82cm,g=9.8m/s2,所以t==0.1s,故小球初速度v0==x=1.00m/s。
答案:(1)x (2)1.00
