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5.3实验：探究平抛运动的特点
第五章
抛体运动
抛体运动
1.
定义：以一定的初速度将物体抛出，如果物体只受重力的作用，这时的运动叫做抛体运动。
2.
平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。
v0
G
一、平抛运动
条件：初速度沿水平方向，只有重力作用。
特点：由于速度方向与受力方向不在一条直线上，故平抛运动是曲线运动。
水平抛出的石子
沿桌面飞出的小球
水平喷出的水柱
二、探究平抛运动的特点
1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？
平抛运动
水平方向分运动
竖直方向分运动
2.水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？
v0
G
实验思路
思考：平抛运动是曲线运动，那么我们应该采取什么样的方法来研究平抛运动呢？
化曲为直—运动的分解—等效替代
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案一
频闪照相法
小球做平抛运动的频闪照片
1.根据图片猜想，小球在水平方向和竖直方向的分运动有何特点？
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案一
频闪照相法
小球做平抛运动的频闪照片
2.应以哪个位置为原点建立坐标系来研究小球的水平位移和竖直位移？
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案一
频闪照相法
小球做平抛运动的频闪照片
3.若频闪周期为T，怎样通过作图得到T，2T，3T，...时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移？
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案一
频闪照相法
小球做平抛运动的频闪照片
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
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=aT2
v0
C
O
A
B
平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案一
频闪照相法
平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动
B
C
v0
A
O
在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运动规律，再设法分析另外一个方向的运动规律。
1.你对物体在水平方向和竖直方向的运动规律有怎样的猜想？
2.是否需要获取物体做平抛运动的轨迹？如何获取？
3.在描绘轨迹时，如何选择坐标原点和建立坐标系？
4.物体的大小对描绘轨迹是否有影响？如何减小这种影响？
方案二
分方向研究平抛运动规律
二、探究平抛运动的特点
进行实验
二、探究平抛运动的特点
进行实验
观察结果：
两球同时落地，只有一个声音
步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点
平抛运动竖直方向的分运动是什么运动呢？
实验表明：平抛运动竖直方向的运动为自由落体运动
方案二
分方向研究平抛运动规律
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案二
分方向研究平抛运动规律
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
如果我们能够得到平抛运动的轨迹，利用前面探究出的平抛运动竖直分运动的特点，就可以分析得出平抛运动在水平方向分运动的特点。
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。
1、实验器材
2、实验原理
(1)
根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分运动的规律，确定相等的时间间隔。
(2)看相等的时间间隔内水平分位移，进而确定水平分运动的规律
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案二
分方向研究平抛运动规律
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
3、实验步骤
(1)安装调整斜槽：将描迹记录纸衬垫一张复写纸，紧贴记录面板用压纸板固定在竖直面板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端保持水平;
(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；
(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，再利用铅垂线在纸上画出通过
O点的竖直线，即
y
轴，过
O
点垂直
y
轴画出
x
轴;
(4)调整接球挡板：把接球挡板拉到最上方一格的位置。
O
y
x
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案二
分方向研究平抛运动规律
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
(5)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，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。
(6)描绘运动轨迹：落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上，同时在面板上留下一个印迹点。再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。
O
y
x
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案二
分方向研究平抛运动规律
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
(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；
(3)
坐标原点（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。
4、注意事项
坐标原点（平抛起点）
O
O′
二、探究平抛运动的特点
进行实验
方案二
分方向研究平抛运动规律
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
5、数据分析
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
….。如果轨迹的确是一条抛物线，M1、M2
、M3….各点的
y
坐标与
x
坐标间应有
y
=
ax2
的形式（a是一个待定的常量）
A1
A2
A3
M1
M2
M3
O
x
y1
y
y3
y2
