第4节 实验：研究平抛运动

{课前感知}

1．以一定的 将物体抛出，在 可以忽略的情况下，物体所做的运动，叫抛体运动．

2．物体要做平抛运动必须满足：受力上仅受 ；速度上应该有 方向的初速度．

3．平抛运动轨迹是 ．

4．把平抛运动分解为 和 两个方向处理.

5.平抛运动在水平方向 。

{即讲即练}

【典题例释】 【我行我秀】 【例1】在做"研究平抛物体的运动"的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确的描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求．将你认为正确的选项前面的字母填在横线上： ．

A.通过调节使斜槽的末端保持水平

B.每次释放小球的位置必须不同

C.每次必须由静止释放小球

D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降

E.小球运动时不应与木板上的白纸(或坐标纸)相接触

　　F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，利用直尺将点连成折线

【思路分析】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，记录小球位置用的木条(或凹槽)，不必严格的等距离下降，因为本实验要求只描绘运动轨迹，研究其运动规律是从轨迹上研究，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．

【答案】ACE

【类题总结】解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项。在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解。

【例2】如图5-4-1所示为用频闪摄影方法拍摄的三个同时由同一点出发的小球的运动情况，AA'为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹。BB'为B球以速度v被水

平抛出后的运动轨迹；CC'为C球自由下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出结论 。

【思路分析】将B球与A球相比较，可以看出在同一时刻，在水平方向上B球与A球在相同位置，说明B球水平方向上与A球的运动是相同的，即在水平方向上B球做匀速直线运动。将B球与C球的运动相比较，B球在竖直方向上的位置与C球是相同的，即在竖直方向上B球与C球是相同的，即在竖直方向上B球做自由落体运动。

【答案】在竖直方向上B球做自由落本运动。

【类题总结】利用频闪照片分析平抛运动的合运动与分运动的关系，是本章考题的常见形式，分析时重在掌握频闪的导时性拍摄

【例3】小球做平抛运动，用一张印有小方格的纸记录其轨迹，若小球在平抛运动途中的几个位置如图5-4-4中的a、b、c、d 所示，则小球平抛的初速度v_0是多大？（其中小方格的边长l=1.25cm，g=9.8m/s^2）

【思路分析】利用平抛运动的特点，由竖直方向球的两点间的时间间隔，再由水平的位移间隔可求得水平速度。

【答案】v_o=0.70m/s

由图可知，小球在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动．

△y=gt^2， 即l=gt^2 ①

又∵2l=v_o t ②

上二式解得：v_o=2√lg

代入l、g值得：v_o=0.70m/s

【类题总结】本题考查的是通过对图象的深入分析，了解学生对平抛运动规律的理解程度．由竖直方向的位移之比为l：2：3，可判断a点不是抛出点，所以在求解时不能用2l=v_o t和l=1/2 gt^2得出答案。

【例4】下列哪些因素会使"探究平抛物体的运动"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，在曲线上取作计算的点离原点O较远

【思路分析】小球与斜槽之间有摩擦，只要保证小球每次从槽上滚下的初始位置都相同，平抛时的初速度就都相同，不会引起误差。如果仔细考查一下小球在斜槽中的运动，实验中要求"应使小球每次从槽上滚下时开始的位置都相同"，目的就是要保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等．.其中竖直高度、水平位移均由刻度尺进行测量的，计算点距抛出点O越远，误差越小。如果安装斜槽时其末端不水平，其运动就不是平抛而是斜抛运动，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。取值范围越大，误差越小．

【答案】BC

【类型总结】实验操作的要求是根据实验原理和要达到的精度而设置的，要确定每一个操作是否正确必须从实验原理入手思考．例如，研究平抛物体的运动，实验操作必须保证小球做平抛运动；要描写平抛物体的运动轨迹，必须是同一个运动过程物体经过的位置的连线。 1（1）在本实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中错误的是( )

A.小球平抛的初速度不同

B.小球每次做不同的抛物线运动

C.小球在空气中运动的时间每次均不同

D.小球通过相同的水平位移所用时间均不同

1（2）在做"研究平抛物体的运动"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，只要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.实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动 水平分运动的规律

2（1）某同学设计了如图5-4-2的实验：将两个光滑的斜滑道固定在同一个竖直面内、最下端水平，把两个相同的小钢球从斜面的同一高度由静止释放，滑道2与光滑平板吻合，则他将观察到的现象是

这说明： 。

2（2）"在探究平抛物体的运动规律"实验的装置如图5-4-3所示，在实验前应（ ）

A.将斜槽的末端切线调成水平

B.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行

C.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点

D.测出平抛小球的质量

3（1）在"研究平抛物体运动"的实验中，某同学只记录了A、B、C三点，各点的坐标如图5-4-5所示，则物体运动的初速度为 m/s，开始平抛的初始位置的坐标为

（单位为cm）。

3（2）某同学在做研究平抛运动的实验时，忘记记下斜槽末端位置，图5-4-6中的A点为小球运动一段时间后的位置，他便以A点为坐标原点，建立了水平方向和竖直方向的坐标

轴，得到如图5-4-6所示的图象，试根据图象求出小球做平抛运动的初速度．(g取10m/s2)

4. 在用斜槽"探究平抛运动的规律"的实验中，某同学在建立坐标系时有一处失误．设他在安装实验装置和进行其余的操作时准确无误：

(1)观察如图5-4-8可知，他的失误之处是 ；

(2)他根据记录建立坐标系，运用教材实验原理测得的平抛初速度值与其真实值相比

(选填"偏大"、"相等"或"偏小")．