3.3 平抛运动 学案 (2)

3.3
平抛运动
学案2
【学习目标】
（1）知道什么是平抛运动
（2）理解平抛运动可以分为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。且这两个方向上的运动互不影响。
（3）掌握平抛运动的规律，会处理简单的问题。
【学习重点】
掌握平抛运动的研究方法，学会用运动的分解和合成来研究复杂的曲线运动
【知识要点】
（合成与分解的角度）平抛运动基本规律
①
速度：，
合速度
　方向
：tanθ=
②位移x=vot
y=　　合位移大小：s=
方向：tanα=
③时间由y=得t=（由下落的高度y决定）
竖直方向自由落体运动，匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。
④一个有用的推论
平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。
证明：设时间t内物体的水平位移为s，竖直位移为h，则末速度的水平分量vx=v0=s/t，而竖直分量vy=2h/t，
，所以有
2、平抛运动是匀变速曲线运动
3、平抛中能量守恒
注意：两个分解（位移和速度）和两个物理量（角度和时间）
【例题精选】
例1：如图1所示，甲是研究平抛运动的装置，已是试验后在白纸上作的图。
（1）说明O点、Ox、Oy轴，是如何作出的。
（2）说明要求槽口切线水平的原因及判断方法。
（3）试验过程中需要经过多少次释放小球才能描出小球运动的轨迹，进行这一步骤的实验时应注意什么？为什么？
（4）根据图已给出的数据，计算该平抛运动的初速度
解析：（1）利用小球在槽口末端球心位置定O点，利用拴在槽口处的重垂线作出Oy轴，x
与Oy轴垂直。
（2）本实验中，小球离开的斜槽末端点，也就是平抛运动的起点，为保证小球此时速度水平，就必须斜槽末端的切线水平。
将小球放在斜槽的水平部分，小球即不向里滚也不向外滚，说明小球末端是水平的。
（3）应注意小球每次都从轨道同一位置由静止释放。
由于本实验是采用寻找同一运动轨迹上的各处不同点，然后再用描点法来确定轨迹的方法，小球下落一次只能测一个点，需要多次测量，故应保证每次小球的平抛运动完全相同，即平抛物体的初速度必须每次都相同，为做到这一点，应使小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度滚下。
（4）利用B点进行计算，
例2．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=
1.25
cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图2中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________.
解析：因水平分运动是匀速运动，由图知a、b、c、d间水平距离相等，则相邻两点间的时间间隔相
等，设为T，竖直分运动是自由落体运动，满足，得和
所以
例3．试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法，提供的实验器材有：弹射器(含
弹丸见图3)、铁架台(带有夹具)、米尺.
（1）画出实验示意图.
（2）指出在安装弹射器时应注意的事项.
（3）指出实验时需要测量的量.(在图中用字母标明)
（4）由于弹射器每次射出的弹丸初速不可能完全相等，在实验中应采取的方法是什么
（5）推导出初速度的计算公式.
解析：（1）作出下面的示意图4.?
（2）弹射器必须保持水平，以保证弹丸初速度沿水平方向.?
（3）应测出弹丸下降的高度y和水平射程x.?（4）在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平射程x，得出水平射程x的平均值，以减小误差.?
（5）因为y=gt2，所以t=
又x=v0·t，故v0=x/t=/
［习题精选］
在测定平抛物体的初速度v0的实验中，不影响测量误差的是
（
）
A．弧形槽与小球间有摩擦
B．弧形槽末端切线不水平
C．小球受空气阻力
D．小球每次滚下的位置不同
2．某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中忘了记
下槽末端的位置O，如图5所示，A为物体运动一段
时间后的位置，根据图象求出物体做平抛运动的初速
度为（g取10
m/s2）
（
）
A．10
m/s
B．10
cm/s
C．20
m/s
D．200
cm/s
3．如图6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。
4．如图7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5
cm.如果取g=10
m/s2，
那么，（1）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.
1．A
?2．D
3．C
4．.10;1.5;2.5?
θ
v0
vt
v0
vy
A
O
B
D
C
图4
图5
图6
图7