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2018年鲁科版物理必修2 第3章 实验：探究平抛运动的规律

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实验：探究平抛运动的规律
一、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．
二、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＝12gt2得初速度v0＝xg2y.
三、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

一、实验步骤
1．按图1甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平．

图1
2．以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O，过O点画出竖直的y
轴和水平的x轴．
3．使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置
上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．用同样方法，在小
球运动路线上描下若干点．
4．将白纸从木板上取下，从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲
线，如图乙所示．
二、数据处理
1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
(1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角
坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y＝ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定
的值．
(2)验证方法
方法一：代入法
用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y＝ax2中求出常数a，看计算
得到的a值在误差范围内是否为一常数．
方法二：图象法
建立y -x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值
的x2值，在y -x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线
的斜率即为a值．
2．计算平抛运动的初速度
(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)
在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出

初速度v0.因x＝v0t，y＝12gt2，故v0＝xg2y.
(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)
如图2所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距
离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则
Δh＝h
BC－hAB
＝gt

2
3

图2
所以t＝hBC－hABg，
所以初速度v0＝xt＝xghBC－hAB.
三、误差分析
1．仪器安装时，未检查斜槽末端是否水平会造成系统误差．
2．描点不准确，测量水平位移和竖直位移不准确会造成偶然误差．
四、注意事项
1．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，若
小球静止，则斜槽末端水平)．
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，以使小球做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．
4

实验探究1 实验步骤和原理
(1)在做“研究平抛物体运动”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．停表
B．坐标纸
C．天平
D．弹簧秤
E．重垂线
(2)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滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
D．为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
E．为了比较准确地找出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点都连
接起来
【解析】 (1)还需要的器材是坐标纸和重垂线，故选B、E.(2)做平抛运动
的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动．为使小球运动轨迹相同，
应使小球每次从斜槽上相同的位置无初速滚下．描点法画物体运动的轨迹时，应
用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点应舍去．故A、D正确．
【答案】 (1)BE (2)AD
实验探究2 数据处理和误差分析
在“研究平抛物体运动”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3所示，假设他在安装实验装置和其余操
作时准确无误，只有一处失误，即是________________．
图3
(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________(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
【导学号：45732094】
【解析】 (1)水平时小球处处平衡，放在槽口能静止不动；(2)用重垂线确
定竖直线最准确；(3)描绘的小球的运动轨迹时应是描绘球心的位置，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＝12gt2，两式联立得：v0＝xg2y，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)v0＝xg2y 偏
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第三节抛体运动的规律

第三节抛体运动的规律

方法讨论方 法
研究方法：建立直角坐标系、 研究方法：建立直角坐标系、分解运动 问题思考： 问题思考：水平方向和竖直方向的运动 各有什么规律呢？ 各有什么规律呢？
实验探究
竖直方向上是自由落体运动
水平方向上是什么样的运动呢？ 水平方向上是什么样的运动呢？ 上是什么样的运动呢
本 节 重 点
初速度沿水平方向的抛体运动叫做平 抛运动． 抛运动．
竖直（ 竖直（上、下）抛体
斜（上、下）抛
平抛 θ θ
v v v
v v v
思 考 问 题
我们采取什么方法能够很方便的研究它呢？ 我们采取什么方法能够很方便的研究它呢？ 平抛运动有什么样的特点和规律呢？ 平抛运动有什么样的特点和规律呢？
x1
h1 h2 t t t t
x2
x3
h3
t
t
h1 ︰ h2 ︰ h3 ︰ x1 ︰ x2 ︰
3
： ： ： ··· = 1：3：5：··· x ︰··· = ?
实 验 结 论
水平方向做匀速直线运动 竖直方向做自由落体运动
小 荷 才 露 尖 尖 角
将小球以初速度v 点抛出， 将小球以初速度 0从O点抛出，经时间 运动到 点抛出 经时间t运动到 A点，求此时小球的水平速度、竖直速度、水 点 求此时小球的水平速度、竖直速度、 平位移、竖直位移分别是多大？ 平位移、竖直位移分别是多大？
非常感谢大家与我共同学习这节课
Thank you very much for studying this lesson with me
1997年6月1日， 年 月 日 “亚洲第一飞人 ”柯受良驾驶汽 成功飞跃50 车，成功飞跃 米宽的黄河壶口 瀑布， 瀑布，聚集在黄 河两岸数万名观 众无不为之惊叹 从此， 。从此，国内各 飞越” 种“飞越”壮举 不断。 不断。
高一物理必修2实验：验证平抛运动专题无答案

高一物理必修2实验：验证平抛运动专题无答案

实验：研究平抛运动一、实验目的(1)描出平抛物体的运动轨迹，并验证轨迹是一条抛物线。

(2)根据运动轨迹求平抛物体的初速度。

二、实验原理平抛运动可以看做两个分运动的合成，一个是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。

在直角坐标系上，它们的位移方程分别表示为x ＝v 0t 、y ＝12gt 2，令小球做平抛运动，利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹，则可作出小球做平抛运动的曲线。

建立坐标系后，对曲线上的任一点均可求出其横坐标x 、纵坐标y ，用公式y ＝12gt 2可求出小球从原点到该点的运动时间，再用公式x ＝v 0t 则可求出小球做平抛运动的初速度。

三、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。

四、实验步骤 1．安装调平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。

如图5－3－1所示。

图5－3－12．建立坐标系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，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．确定球的位置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，然后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。

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。

五、数据处理 1．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 ＝12gt 2和x ＝v 0t ，求出小球做平抛运动的初速度v 0，最后算出v 0的平均值。

实验探究平抛运动的特点—-高中物理必修第二册

实验探究平抛运动的特点—-高中物理必修第二册

关系。
二、实验思路
平抛运动是曲线运动,我们可以尝试将它分解为水平方向的分运动
和竖直方向的分运动。只要知道这两个方向的位移或速度随时间
变化的关系,平抛运动的特点就清楚了。
三、进行实验
方案一、利用频闪照相或者录制视频的方法,记录物体做平抛运动
时经过相等时间所到达的位置。
方案二、设法描绘物体做平抛运动的轨迹,先研究水平方向的运动
(2)小球其他照片位置中心依次为A、B、C……,过A、B、C……分
别向x轴和y轴作垂线,交x轴于xA、xB、xC……,交y轴于yA、yB、
yC……,在x轴和y轴上分别测量OxA、xAxB、xBxC……和OyA、yAyB、
yByC……之间的距离。
探究一
探究二
随堂检测
(3)在误差允许范围内,若OxA=xAxB=xBxC……,则说明平抛运动水平
上做匀速直线运动,A球做平抛运动,观察的运动轨迹,比较两球能否
相碰;分别改变开始释放时小球的高度,多次重复这个实验,如果每
次都相碰,说明平抛运动水平方向是匀速直线运动。
探究一
探究二
随堂检测
二、利用斜槽描绘平抛运动轨迹时的误差
1.安装斜槽时,其末端不水平。
2.钢球做平抛运动时受空气阻力影响。
3.钢球每次滚下的初位置不相同。
(3)确保拍摄照片清晰。
探究一
探究二
随堂检测
实例引导
例1如图所示,在探究平抛运动的实验中,可以描绘出小球平抛运动
的轨迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次由
释放,在一张印有小方格
的纸上记下小球经过的一系列位置,如图中a、b、c、d所示。
探究一
探究二
随堂检测
B.按图安装好器材,注意
2019-2020年高中物理 第三章第3节平抛运动教案 鲁科版必修2

2019-2020年高中物理 第三章第3节平抛运动教案 鲁科版必修2

2019-2020年高中物理第三章第3节平抛运动教案鲁科版必修2★新课标要求（一）知识与技能1、知道平抛运动的特点是初速度方向为水平方向，只在竖直方向受重力作用，运动轨迹是抛物线。

2、理解平抛运动可以看作水平的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动，并且这两个运动互不影响。

（二）过程与方法体会平抛运动规律的探究过程，体会运动的合成和分解在探究平抛运动规律中的应用。

（三）情感、态度与价值观通过实验探究平抛运动的规律，激发学习兴趣，增强求知的欲望。

★教学重点平抛运动规律的探究过程★教学难点1、平抛运动的研究方法——可以用两个简单的直线运动来等效替代。

2、平抛运动规律★教学方法教师演示、引导，学生实验探究，讨论、交流学习成果。

★教学工具平抛运动演示器，钢球作平抛运动的实验装置，多媒体等★教学过程（一）引入新课我们首先来做个游戏—“看你投中几次”，播放flash。

飞行员进行飞弹投射，命中目标。

同学们仔细观察子弹的轨迹，大家可以看到它的轨迹可见日常生活中不仅看到直线运动，还有一些运动的轨迹是曲线的运动我们叫做曲线运动。

曲线运动的种类非常多，我们今天所要学习的是非常典型的一种曲线运动——平抛运动。

提出问题：飞机要击中地面上的目标，应该在下述何处投弹？A 、目标正上方B 、目标正上方之前C 、目标正上方之后D 、无法确定（二）进行新课1、抛体运动教师活动：飞行员为什么能够命中目标呢？我们通过今天的学习就能够掌握其中的秘密。

首先我们先来研究一下飞弹的轨迹。

大家进行讨论，最终由老师总结出平抛运动的概念：物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动。

提问：平抛运动具有什么特点呢？①、具有水平方向的初速度②、运动过程中不考虑空气阻力（即只受重力的作用）问题二 运动员投篮后，篮球在空中是否做平抛运动？为什么？我们怎么来研究平抛运动呢，对这种曲线运动现在我们去研究它是非常困难的，我们只学过一些有限的直线运动，那么我们怎么样利用有限的已知的知识储备来解决这个问题呢？学生回答：可以利用曾经学过的运动合成与分解的方法来解决。