高中物理必修2第一章第三节《平抛运动》

抛体运动的规律课后作业1．【题文】关于做平抛运动的物体，正确的说法是（）A．平抛运动是匀速运动B．平抛运动是加速度不断变化的运动C．速度大小和方向虽都在变化，但加速度却不变化，因此是匀变速曲线运动D．平抛运动可以分解为水平方向的匀加速运动和竖直方向的自由落体运动【答案】C【解析】平抛运动是加速度始终不变的曲线运动，选项A错误；平抛运动的速度大小不断变化，选项B错误；平抛运动速度大小和方向虽都在变化，但加速度却不变化，因此是匀变速曲线运动，选项C正确；平抛运动可以分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，选项D错误；故选C.2．【题文】一物体做斜抛运动（不计空气阻力），在由抛出到落地的过程中，下列表述中正确的是（）A．物体的加速度是不断变化的B．物体的速度不断减小C．物体到达最高点时的速度等于零D．物体到达最高点时的速度沿水平方向【答案】D【解析】任何抛体运动抛出后都只受重力作用加速度均为重力加速度，大小方向均不变，所以A错；斜抛运动水平速度不变，竖直速度先减小后增大，所以合速度先减小后增大，，B 错；在最高点时水平速度不为零，C错；D对．3．【题文】斜抛运动与平抛运动相比较，相同的是（）A．都是匀变速曲线运动B．平抛是匀变速曲线运动，而斜抛是非匀变速曲线运动C．都是加速度逐渐增大的曲线运动D．平抛运动是速度一直增大的运动，而斜抛是速度一直减小的曲线运动【答案】A【解析】平抛运动与斜抛运动的共同特点是它们以一定的初速度抛出后，都只受重力作用。

合外力为G＝mg，根据牛顿第二定律可以知道平抛运动和斜抛运动的加速度都是恒定不变的，大小为g，方向竖直向下，都是匀变速运动。

它们不同的地方就是平抛运动是水平抛出、初速度的方向是水平的，斜抛运动有一定的抛射角，可以将它分解成水平分速度和竖直分速度，也可以将平抛运动看成是特殊的斜抛运动(抛射角为0°)。

平抛运动和斜抛运动初速度的方向与加速度的方向不在同一条直线上，所以它们都是匀变速曲线运动。

《平抛运动》教学设计一、教学任务分析1、内容分析本节是人教版《物理》必修模块物理二第一章第三节。

平抛运动是本章的重点内容，是对运动的合成与分解知识具体问题的应用，对后面斜抛等曲线运动的学习及现实生活中实际问题的解决都有影响。

前面学生通过运动的合成与分解学习已有初步的理论基础，教材通过简单的实验演示，引导学生认识平抛运动的初步特征。

运用实验探究与理论相结合的方法，通过学生自主学习，掌握平抛运动的特点及规律。

所以在本节教学中，要注意突出学生活动，给学生充分的时间探究，讨论。

2、课标分析《课程标准》要求学生会用合成与分解的方法分析抛体运动；能分别以物体在水平方向和竖起方向的位移为横坐标和纵坐标，描绘做抛体运动的物体的轨迹。

要求学生知道平抛运动的受力特点；知道用实验方法得到平抛运动轨迹的方法；理解确定平抛运动在水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落体运动所用的方法；知道水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的独立性和同时性；体会研究曲线运动的基本方法。

3.教材分析《平抛运动》是新课标人教版《物理》必修 2 第五章《曲线运动》中的第二节。

教材对平抛运动的讲述分为三个层次：（ 1）通过讨论与交流和生活实际现象的分析、讨论，让学生初步了解平抛运动；（ 2）通过实验的分析和利用已有的运动合成与分解的知识建立研究平抛运动规律的物理模型，掌握平抛运动的速度、位移的计算推导；（3）通过理论上定性和定量分析实验和频闪照片得出平抛运动的规律，并且能够运用物理规律解决实际问题。

教材这样安排，比较注重体现探究实验，比较注重数学知识和物理知识相结合，将复杂的物理问题简单化，让学生明白，物理规律不仅可以直接由实验得到，也可以用已知规律从理论上导出。

二、教学对象分析1.心理特征作为高一下学期的学生，学生对于高中物理的学习已经掌握了一些方法，具有独立分析解决问题的能力，不再惧怕高中物理。

而对于新的物理知识，有了更强的求知欲望。

第3节 实验：研究平抛运动一、实验目的1．用实验的方法描出平抛物体的运动轨迹．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．二、实验原理1．用描迹法逐点画出小球平抛运动的轨迹．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 ＝ax 2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 ＝v 0t ，y ＝12gt 2得初速度v 0＝x g 2y． 三、实验器材斜槽、坐标纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台．四、实验步骤1．安装调整斜槽将坐标纸用图钉钉在竖直的木板的左上角，如图所示，用平衡法调整斜槽末端水平，直到将小球轻放在斜槽的平直部分的末端，能使小球在平直轨道上的任意位置静止即可．2．调整木板，确定坐标原点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运动轨迹所在平面平行靠近，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 ，用铅笔在纸上把这个点记下来，O 点即为坐标原点，再利用重垂线画出通过O 点的竖直线．3．确定球的位置使小球由斜槽某一位置无初速度滚下，离开水平槽后做平抛运动．先用眼睛粗略确定小球的运动轨迹，然后使小球从同一位置无初速度滚下，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．用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置．4．建坐标系，描绘轨迹取下坐标纸，以过O 点的竖直线作为y 轴，过O 点的水平线作为x 轴，最后将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的轨迹．五、数据处理 1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图所示，在x 轴上作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3、…，把线段OA 1的长度记为l ，则OA 2＝2l ，OA 3＝3l ，由A 1、A 2、A 3、…向下作垂线，与其轨迹交点分别记为M 1、M 2、M 3、…，若轨迹是一条抛物线，则各点的y 坐标和x 坐标之间应该具有y ＝ax 2的关系(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 ＝ax 2求出a ．再测量其他几个点的x 、y 坐标值，代入y ＝ax 2，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．2．计算平抛物体的初速度(1)已知轨迹和抛出点以抛出点为坐标原点，水平方向为x 轴，竖直向下为y 轴，建立平面直角坐标系． ①在轨迹曲线上任取A 、B 、C 、D 、E 、F 六个不同点．②用刻度尺分别测出它们的坐标x 和y ．③根据坐标值，代入公式v 0＝x t ＝x g 2y，分别计算小球的初速度v 0，并计算其平均值． (2)已知轨迹和竖直轴或水平轴，不知抛出点①在轨迹曲线上取三点A 、B 、C ，使x AB ＝x BC ＝x ，如图所示．②用刻度尺分别测出y A 、y B 、y C ，则有y AB ＝y B －y A ，y BC ＝y C－y B ． ③根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则物体从A运动到B 和从B 运动到C 的时间相等，设为T ；竖直方向由匀变速直线运动推论有：y BC －y AB ＝gT 2，且v 0T ＝x ．由以上两式得：v 0＝xg y BC －y AB ． 六、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．七、注意事项1．实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是：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，看其是否有明显的运动倾向)．2．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．小球每次必须从斜槽上同一位置滚下．4．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．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．6．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．实验原理和数据处理图甲是“研究平抛运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有________．a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平b．每次小球释放的初始位置可以任意选择c．每次小球应从同一高度由静止释放d．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图乙中y－x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________．(3)图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5．0cm、y2为45．0 cm，A、B两点水平间距Δx为40．0 cm．则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60．0 cm，则小球在C点的速度v C为________m/s(结果保留两位有效数字，g取10 m/s2)．[思路点拨] (1)明确实验条件和平抛运动轨迹特点，平抛运动初速度要水平，运动轨迹是平滑的曲线；(2)写出y－x2的函数关系式即可判断；(3)应用平抛运动在竖直方向做自由落体运动求出时间，再根据水平方向做匀速直线运动求出初速度，再求出小球在C点对应的竖直分速度，运用速度的合成即可求解合速度．[解析](1)要保证小球从斜槽末端水平抛出，则斜槽末端必须水平；要保证小球每次抛出的速度都相同，则小球必须从同一高度由静止释放，故选项a 、c 符合要求，选项b 错误．平抛运动的轨迹应为平滑曲线，故选项d 错误．(2)由平抛运动规律可得，竖直方向：y ＝12gt 2，水平方向：x ＝v 0t ，则y ＝12·g v 20·x 2，即y ∝x 2，故选项c 正确．(3)根据图线数据，利用运动规律分析由平抛运动可得y 1＝12gt 21，y 2＝12gt 22 解得t 1＝0.1 s ，t 2＝0.3 s ，故初速度v 0＝Δx t 2－t 1＝2.0 m/s C 点在竖直方向的分速度v 2y ＝2gy 3则C 点的速度v C ＝v 20＋v 2y ＝4.0 m/s. [答案] (1)ac (2)c (3)2.0 4.0平抛运动的初速度和抛出点的求解一个同学在“研究平抛物体的运动”实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离x 相等的三点A 、B 、C ，量得x ＝0．2 m ．又量出它们之间的竖直距离分别为h 1＝0．1 m ，h 2＝0．2 m ，利用这些数据，可求得：(g 取10 m/s 2)(1)物体抛出时的初速度为________ m/s ；(2)物体经过B 点时竖直分速度为________ m/s ；(3)抛出点在A 点上方的高度为________m 处．[解析] (1)在竖直方向上，由Δy ＝gT 2得h 2－h 1＝gT 2，解得时间间隔T ＝0.1 s在水平方向上，由x ＝v 0T解得初速度v 0＝2 m/s.(2)B 点是A 到C 过程中时间的中点，则竖直方向上AC 段的平均速度即为B 点的竖直分速度，有v By ＝v ACy ＝h 1＋h 22T ＝0.1＋0.22×0.1m/s ＝1.5 m/s. (3)法一：设抛出点与B 点的竖直高度为H ，则H ＝v 2By 2g ＝1.522×10m ＝0.112 5 m故抛出点到A 点的竖直高度H A ＝H －h 1＝0.012 5 m.法二：由v y ＝gt 知v By ＝gt B 则物体由抛出点运动到B 点所用的时间t B ＝1.510s ＝0.15 s 则物体由抛出点运动到A 点所用的时间t A ＝t B －T ＝0.05 s可得抛出点在A 点上方的高度h A ＝12gt 2A＝0.012 5 m. [答案] (1)2 (2)1.5 (3)0.012 5(1)由于平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，所以有关自由落体运动的几个推论在实验数据处理中可以使用．(2)题给的A 点不是抛出点时，用Δy ＝gT 2处理竖直方向的问题较为简单．实验改进与创新某同学设计了一个探究平抛运动的规律的实验，实验装置示意图如图所示．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(图中P 0P 0′、P 1P 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，每次让小球从斜轨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，如图所示．(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________________________________________． 每次让小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)在图中绘出小球做平抛运动的轨迹．[解析] 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．实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平、A板水平且其上插槽与斜槽中心轴线垂直、B 板竖直；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保持小球每次水平抛出的初速度相同；每次将B板向内侧平移距离d，是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同．[答案](1)斜槽末端水平、A板水平且其上插槽与斜槽中心轴线垂直、B板竖直保持小球每次平抛时初速度相同(2)保持相邻痕迹点的水平距离大小相同(合理即可)(3)如图所示(1)本实验中，把小球的平抛运动的轨迹由纸面内转换到垂直纸面的平面内．(2)B板每向右平移距离d，同时向纸面内侧平移距离d，使转换具有等效性．1．(多选)在做“研究平抛运动”的实验时，下列说法正确的是( )A．安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直B．安装有斜槽的木板时，只需注意小球不和木板发生摩擦C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D．实验的目的是描绘出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律解析：选ACD.安装有斜槽的木板时，必须使斜槽末端切线水平，使木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出小球的运动轨迹，A正确，B错误；小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球初速度不变，C正确；由实验目的可知，D正确．2．如图所示，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解析：选C.两球总是同时落地，说明两球竖直方向的分运动相同，均做自由落体运动，不能说明水平方向的运动情况．C正确．3．(多选)下列哪些因素会使“研究平抛运动”的实验的误差增大( )A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上选取的点离原点O较远解析：选BC.从本实验的实验目的来看，就是要“描绘出平抛物体的运动轨迹，并求出平抛物体的初速度”，有的同学认为如果小球与斜槽之间有摩擦，小球离开斜槽末端的平抛初速度比光滑斜槽的小，而错选了A项．实验中要求“应使小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下”，目的是保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等．因此只要保证小球每次从斜槽上由静止滚下的初始位置相同，平抛时的初速度就相同，小球与斜槽之间有摩擦，不会引起误差．如果安装斜槽时其末端不水平，其运动就不是平抛运动，而是斜抛运动，会引起误差．应以斜槽末端小球重心所在的位置为坐标原点，否则会引起误差．由y＝12gt2，x＝v0t，得v0＝x g2y.其中x、y均由刻度尺进行测量，进行计算时选取的点距抛出点O越远，x、y值就越大，误差越小．4．(多选)在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是( )A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B．选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D．除上述装置外，还可以用数码照相机每秒拍摄15帧钢球做平抛运动的照片以获得平抛运动的轨迹解析：选BD.小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A错误；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压强，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C 错误；获得钢球做平抛运动时每秒15帧的照片就等同于做平抛运动实验时在方格纸上描点的方法，同样可以获得平抛运动的轨迹，选项D 正确． 5．(多选)在研究平抛运动的实验中，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，g 取10 m/s 2，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 ．小球平抛的初速度为2 m/sD ．小球平抛的初速度为1 m/s解析：选BD.在竖直方向，据Δy ＝gT 2得(0.4－0.15)－0.15＝gT 2，解得T ＝0.1 s ，故v 0＝（0.2－0.1）m 0.1 s＝1 m/s ，选项D 正确．设抛出点离A 点的水平距离和竖直距离分别为x 、y ，小球从抛出点运动到A 点所用的时间为t .在竖直方向有：y ＋0.15 m ＝12g (t ＋T )2，y ＋0.4 m ＝12g (t ＋2T )2，解得t ＝0.1 s ，y ＝0.05 m ＝5 cm.在水平方向有：x ＝v 0t ＝1×0.1 m ＝10 cm.因此，抛出点的坐标为(－10，－5)，选项B 正确．6．(多选)“嫦娥三号”探月卫星的成功发射，标志着我国航天又迈上了一个新台阶．假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分．已知照片上方格的实际边长为a ，闪光周期为T ，据此可以得出( )A ．月球上的重力加速度为a /T 2B ．小球平抛的初速度为3a /TC ．照片上A 点一定是平抛的起始位置D ．小球运动到D 点时速度大小为6a /T解析：选BC.由闪光照片可知，在竖直方向，在相邻相等时间内小球位移差为2a ，由Δy ＝gT 2可得，月球上的重力加速度g ＝2a T2，选项A 错误；由小球在水平方向做匀速运动可得3a ＝v 0T ，解得v 0＝3a T ，选项B 正确；小球在平抛出后第1个T 时间内竖直方向位移y 1＝12gT 2＝12×2a T2×T 2＝a ，所以照片上A 点一定是平抛的起始位置，选项C 正确；小球运动到D 点时竖直速度v y ＝g ·3T ＝2a T 2×3T ＝6a T ，水平速度为v 0＝3a T，小球运动到D 点时速度大小为v ＝v 20＋v 2y ＝45a T，选项D 错误． 7．在研究平抛运动的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线y 的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图所示，现在曲线上取A 、B 两点量出它们到y 轴的距离，AA ′＝x 1，BB ′＝x 2，以及AB 的竖直距离h ，用这些数据可以求得小球平抛时初速度为( )A ． g （x 22－x 21）2hB ． g （x 2－x 1）22hC ．x 1＋x 22g 2hD ．x 2－x 12g 2h 解析：选A.设平抛小球运动到A 点的时间为t ，抛出点到A 点的竖直高度为H ，运动到B 点的时间为t ＋Δt ，则有H ＝12gt 2，H ＋h ＝12g (t ＋Δt )2，x 1＝vt ，x 2－x 1＝v Δt 联立解得v ＝g （x 22－x 21）2h，故A 选项正确． 8．如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．(1)在图甲上标出O 点及Ox 、Oy 轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________________．(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)计算小球平抛初速度的公式v 0＝__________，根据图乙给出的数据，可计算出v 0＝__________m/s(g 取9.8 m/s 2)．解析：(1)如图所示，斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O 点，从O点作平行于铅垂线向下的直线为Oy 轴，再垂直于Oy 作Ox 轴．(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使轨道末端切线沿水平方向．(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都让小球从斜槽的同一位置无初速度滚下．(4)由于x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，故初速度v 0＝x g 2y，根据题图乙给出的数据，可计算出v 0＝1.6 m /s .答案：(1)见解析 (2)轨道末端切线沿水平方向 (3)使小球每次都从同一位置无初速度滚下 (4)x g 2y 1.69．两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_____________________________________．(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的末端可看做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．实验中观察到的现象是________________．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)题图甲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．现象为两球同时落地，说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．(2)题图乙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．现象为P球击中Q球，说明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10．如图所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移．保持水平槽口距底板高度h＝0．420 m不变．改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中．v0/(m·s－1) 0．741 1．034 1．318 1．584t/ms 292．7 293．0 292．8 292．9d/cm 21．7 30．3 38．6 46．4(1)0关系，与________无关．(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理＝2hg＝2×0．42010s＝289．8 ms，发现理论值与测量值之差约为 3 ms．经检查，实验及测量无误，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________．(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，重新做了这个实验，竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t′理，但二者之差在3 ms～7 ms，且初速度越大差值越小．对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________．解析：(1)给出的四组数据，d与v0的比值分别为0.293、0.293、0.293、0.293，可见，水平位移与初速度成正比，与时间无关．(2)重力加速度应取当地的真实值，或取9.8 m/s2，不能取10 m/s2.(3)测量值大于理论计算值的原因可能有两个，一是光电门传感器置于槽口的内侧，将小球水平运动的时间记录在内了，二是空气阻力的影响，使运动时间比理论值偏大．由题意知初速度越大差值越小，故导致偏差的原因是光电门传感器置于槽口的内侧．答案：(1)正比时间(2)重力加速度取值不正确(3)光电门传感器置于槽口的内侧。

2.平 抛 运 动
1.平抛运动的条件和运动特点: 任务驱动 平抛运动的加速度变化吗?平抛运动是匀加 速运动,还是变加速运动? 提示:做平抛运动的物体只受重力作用,加速度不变,是 匀加速运动。
(1)抛体运动:以一定的_速__度__将物体抛出,物体只受 _重__力__作用的运动。 (2)平抛运动:将物体以一定的速度沿_水__平__方向抛出, 物体只在_重__力__作用下的运动。
(2)以抛出时为计时起点,请探究分析t时刻小球的速度 大小和方向。
提示:如图,初速度为v0的平抛运动,经过时间t后,其水 平分速度vx=v0,竖直分速度vy=gt。根据运动的合成规 律可知,小球在这个时刻的速度(即合速度)大小v=
v2x v2y v02 g2t2 ,设这个时刻小球的速度与水平方向 的夹角为θ, 则有tanθ= vy gt 。
探究点1 平抛运动的条件
如图所示,一小球离开水平桌面后,在空中飞行。 (1)小球离开水平桌面后其初速度有何特点? 提示:由于惯性,小球离开桌面后初速度方向水平。
(2)小球在空中运动时受几个力?其运动的加速度改变 吗? 提示:只受重力,由于重力恒定不变,故其运动的加速度 保持不变。
(3)结合曲线运动的条件,请分析小球的运动轨迹为什 么是曲线。 提示:由于小球在空中运动时初速度方向是水平的,重 力方向是竖直的,运动方向与受力方向不共线,故轨迹 是曲线。
A.平均速度
B. 速度增量
C. 位移
D. 平均速率
【解析】选B。平抛运动在水平方向上做匀速直线运动, 在竖直方向上做自由落体运动,在相等时间内,在水平 方向上位移相等,竖直方向上的位移不等,则相等时间 内位移不等,平均速度不同,故A、C错误;平抛运动的加 速度不变,根据速度变化量公式Δv=gΔt,可知在相等 时间内速度的增量相同,故B正确;平抛运动的物体在相 等时间内的路程不等,则平均速率不等,故D错误。