物理必修Ⅱ人教新课标5-3实验：研究平抛运动课件

平抛运动可以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)实验器材 斜槽(附金属小球)、木板及竖直固定的支架、 白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔． (2)实验过程 利用现有仪器装配好如图所示的装置，钢球从 斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动．
实验步骤 ①把斜槽放在桌面上，让它的末端伸出桌面外， 调节斜槽末端，使其切线方向水平后，把斜槽 固定在桌面上． ②用图钉把白纸钉在木板上，把木板沿竖直方 向固定在支架上，使小球在斜槽末端水平抛出 后的轨道平面与纸面平行． ③以斜槽末端作为平抛运动的起点O，在白纸 上标出O的位置，过O点用重垂线画出竖直线， 定为y轴． ④让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止 滚下，移动笔尖在白纸上的位置，当小球恰好
试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出 射初速度”的实验方案，提供的实验器材为弹 射器(含弹丸，如图所示)、铁架台(带有夹具)、 米尺．
(1)画出实验示意图； (2)在安装弹射器时应注意________； (3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母 标出)为________； (4中应采取的方法是 ________________； (5)计算公式为 ____________________________．
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到 ________，每次让球从同一位置由静止释放 是为了________． (2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了 ________． (3)在图b中绘出小球做平抛运动的轨迹．
解析：解答本题时应把握平抛运动的两个分运 动特点：①水平方向匀速直线运动；②竖直方 向做自由落体运动． (1)研究平抛运动的规律，首要的一点是使小 球沿水平方向抛出．所以实验前要反复调节斜 槽，使斜槽的末端处于水平状态，并使板A水 平，插槽P0P′0垂直斜槽并在斜槽末端正下 方．释放小球时，每次要使小球从斜槽的同一 位置滑下的主要原因是使小球每次抛出时具有 相同的水平初速度v0.
答案：1.重力 重力加速度g 匀变速曲线 2．与平抛运动的物体同时自由下落的物体 3．时间间隔内 位移 位移
(1)将曲线运动分解为直线运动； (2)由力的独立作用原理推测平抛运动的物体 在不同方向上的运动情况； (3)设计具有同等条件的分运动与平抛运动对 比实验.
(1)探究平抛运动在水平方向的运动规律 ①设法通过实验得到平抛运动的轨迹 ②在平抛运动轨迹上找到每隔相等时间物体所 到达的位置． ③测量两相邻位置间的水平位移，分析这些位 移的特点． (2)探究平抛运动在竖直方向的运动规律 从做平抛运动的小球和做自由落体运动的小球 同时落地这个角度来验证平抛运动在竖直方向 上的分运动.
1．做平抛运动的物体只受________的作用， 加速度是________所以它是________运动． 2．探究平抛运动在竖直方向的运动规律，可 设置与分运动等效的条件进行对比实验： _____________________. 3．要探究平抛运动的物体的水平方向运动的 特点，需要测量几段相等的________物体在 水平方向上的________，看看这些________ 是否相等．
(北京育才中学高一检测)某同学用如图所示的 装置研究平抛物体的运动．两个相同的弧形轨 道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N 的末端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在轨道出 口处的水平初速度相等．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 个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、 N的下端射出，可以看到P、Q两球相碰，只 改变弧形轨道M相对于地面的高度(不改变AC 高)，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，
答案：①如下图 次实验，求平均值
②保持弹射器水平 x ⑤v0＝ 2y/g
③x、y ④多
(1)证明从针头滴出的水滴的出口速度大小是不 解析：(1)要证明从针头出来的所有水滴速度大小不变， 变的． 只要证明针头处的压强在出水过程中是不变的即可． 打开塑 (2)请你帮他设计这一“平抛运动扫描仪”，并 料管上的开关， 待流出一部分水达到稳定后， 瓶口处的压强 写出实验方案和步骤．
总是等于外界大气压强，针头处 A 的压强是 pA＝p0＋ρgh， 从理论上可以证明水滴从 A 处喷出来的速率 v＝ 2gh，只 要瓶中的水未滴完，则 h 不变，所以 v 不变．
(2011·唐山一中高一检测)某同学用如图所示 的装置研究平抛运动，他描出了小球的运动轨 迹，建立了坐标系并将数据及单位写在了坐标 纸上．小球在水平方向做________运动，在 竖直方向做________运动．由坐标中的数据 可求出小球平抛的初速度为________m/s. 实验中为了减小误差而采取的措施中正确的是 ________(填写选项前的字母)．
A．平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 B．平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 C．同时说明平抛运动的水平分运动是匀速直 线运动，竖直分运动是自由落体运动 D．说明平抛运动是匀变速曲线运动 答案：A
某同学设计了一个研究平抛运动的实验．实验 装置示意图如图a所示，A是一块平面木板， 在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图a中 P0P′0、P1P′1„)，槽间距离均为d.把覆盖复写 纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板 插入A板的各插槽中，每次让小球从斜槽的同 一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插 入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验 得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图b 所示．
(2010·福建高一六校联考)平抛物体的运动规 律可概括为两点：①水平方向做匀速直线运动； ②竖直方向做自由落体运动．为了研究平抛物 体的运动，可做下面的实验，如图所示，用小 锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B 球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地 面，则这个实验( )
A．只能说明上述规律中的第①条 B．只能说明上述规律中的第②条 C．不能说明上述规律中的任何一条 D．能同时说明上述两条规律 解析：该题考查对平抛运动及其分运动的理解， 同时考查探究问题的思维能力． 实验中A球做平抛运动，B球做自由落体运动， 两球同时落地说明A球平抛运动的竖直分运动 和B球相同，而不能说明A球的水平分运动是 匀速直线运动，所以B项正确，A、C、D三项 都不对． 答案：B
g ，求出小 2y
②要用重垂线检查木板、 坐标纸上的竖直线是否竖直． ③小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下．
④实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地 确定小球通过的位置． ⑤要在斜槽上较大的高度释放小球，使其以较 大的水平速度运动，从而减小相对误差． ⑥要用平滑的曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较 大的点． ⑦在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，并且 使所选取的点之间尽量远些．
(2)实验过程中，竖直木板在后移d的同时也侧 向移动d，是为了每次让小球的落点不在记录 纸面的竖直线上，而在侧移了的平面上，使记 录纸上每两点间的水平距离等于小球在水平方 向实际运动的距离．由水平方向的匀速直线运 动研究竖直方向的运动规律． (3)小球的平抛运动轨迹如图所示．
答案：(1)斜槽末端水平、A板水平、插槽 P0P′0垂直斜槽并在斜槽末端正下方 使小球 每次抛出时具有相同的水平初速度v0 (2)使记录纸上每两点之间的水平距离等于小 球在水平方向实际运动的距离 (3)见图
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会分析平抛运动的性质
掌握探究平抛运动的实验思路 及方法
下图为一探究小组成员探究平抛运动的情 景．他在同一位置以不同的初速度先后抛出3 个小球．
请讨论：根据图中数据能否得出下列结论性的 叙述？ 在相同的高度，以大小不同的初速度水平抛出 的小球，初速度越大，抛出点到落地点的水平 距离越远；在高度不变的情况下，水平初速度 的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动； 平抛运动过程经历的时间完全由抛出点到落地 点的竖直高度确定，与抛出时初速度的大小无 关． 为了证明上述结论，你对本实验有何补充和改 进？
⑤把白纸从木板上取下来，用三角板过O点作 竖直线y轴的垂线，定为x轴，再将上面依次记 下的一个个点连成光滑曲线，这就是平抛小球 的运动轨迹． (3)数据处理 ①在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、 E五个点，测出它们的x、y坐标值，记到表格 内．
②把测到的坐标值依次代入公式 v0＝x 球平抛的初速度，并计算其平均值． (4)注意事项 ①实验中必须保持斜槽末端水平．
A．斜面小槽轨道必须光滑 B．斜面小槽轨道末端(图示中小球所在位置) 必须水平 C．每次都要平衡摩擦力 D．小球每次都应从同一高度释放 答案：匀速直线 自由落体 1 BD
有人想设计制作一“平抛运动扫描仪”， 所用的器材有：已用过的医用吊针(整套，如 图(a)所示)；竖直木板1块；厚为0.5cm的光滑 小木条；钉子；白纸1张；图钉4枚；小钢球1 个；圆珠笔笔筒(下面部分)1个；重垂线；直 尺1把；染了红墨水的水；铁架台．
(2)设计方案和步骤： ①将红墨水装入吊瓶中，并将开关关上； ②在竖直放置的木板左端上方水平地钉好小木 条(以小钢球放在其上不左右滚动为准)； ③将吊瓶用铁架台挂在木板的左上方(可把铁 架台放在板凳上)； ④将针头用透明胶贴在小木条的外边缘，注意 针头与小木条平行；
⑤将白纸用4个图钉固定在针头右侧的木板上； ⑥在针头出口正下方挂重垂线(如图b所示)； ⑦打开塑料管上的开关，待稳定时，我们看到 红色的水从针头口呈线状水平射出，并靠近但 不接触白纸做平抛运动． 点评：物理实验具体操作方式并不是一成不变 的，根据实验原理和要达到的目的，再结合现 有实验条件，灵活地、创造性地设计实验方案、 操作要求和操作规范是学习者应具备的素质．