第三节 实验：研究平抛运动,一、实验目的 1．用实验的方法找出做平抛运动的物体的运动轨迹． 2．由实验轨迹求平抛物体的初速度．,三、实验器材 斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺． 四、实验步骤 1．按图甲所示安装实验装置，使小球在斜槽末端点恰好静止． 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．,甲,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点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图乙所示．,乙,六、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，看小球能否静止，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．,七、误差分析 1．斜槽末端没有水平． 2．描点不准确． 3．在轨迹上量取某点坐标(x，y)时出现误差．,在做“研究平抛运动”的实验时： (1)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．游标卡尺 B．秒表 C．坐标纸 D．天平 E．弹簧测力计 F．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滑下 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端可以不水平 D．要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．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来,思路点拨：依据原理与实验目的选取器材． 解析：实验还需要的器材是坐标纸和重垂线，描出的轨迹在坐标纸上，方便数据处理，重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标．做研究平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动，使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描画小球运动轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点可舍去． 答案：(1)CF (2)AD,【针对训练】1.关于研究平抛运动这个实验，以下说法中正确的是( ) A．小球释放的初始位置越高越好 B．每次小球要从同一高度由静止释放 C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直 D．小球的平抛运动要靠近竖直木板但不能接触 答案：BCD,在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.6 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝______________(用L、g表示)，其值是____________(g＝10 m/s2)．小球在b点的速率为________．(取两位有效数字),【题后总结】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．匀变速直线运动规律及其推论对竖直方向均成立．,【针对训练】2.某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图所示，在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三个点水平距离x1＝x2＝12.40 cm，g取10 m/s2，则物体平抛运动的初速度大小为______m/s.,解析：据竖直方向小球运动有 Δh＝h2－h1＝g·T2 据水平方向小球做匀速运动，x1＝v0T 解得v0＝1.24 m/s. 答案：1.24,1．安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是( ) A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小 B．保证小球飞出时，初速度水平 C．保证小球在空中运动的时间每次都相等 D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线 解析：平抛运动就是要求小球离开斜槽时，初速度一定是水平的． 答案：B,2．下列哪些因素会使“探究平抛运动的规律”实验误差增大( ) 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较近 解析：小球与斜槽之间的摩擦并不影响平抛运动，不能选A.斜槽末端不水平，以斜槽末端端口为坐标原点，在曲线上取离原点O较近的点，都对测量数据影响较大． 答案：BCD,3．在“探究平抛运动的规律”实验中，小球做平抛运动的坐标原点位置是(设小球半径为r)( ) A．斜槽口末端O点 B．槽口O点正上方r处 C．槽口O点正前方r处 D．槽口O点正上方2r处 解析：以小球离开斜槽时重心的位置当做原点最适合． 答案：B,4．为了准确地测出平抛轨迹上某点的坐标，需要注意的是( ) A．选距原点近一些的点 B．应正确标出平抛小球的球心在木板上的水平投影点 C．用重垂线准确地确定纵轴 D．选距原点远一些的点 解析：B、C、D能更准确地确定小球的运动轨迹和运动的数据． 答案：BCD,5．关于实验的注意事项，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可以不同 (c)每次必须由静止从同一位置释放小球 (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)小球运动时不应与竖直木板上的白纸(或方格纸)相接触 (f)将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 答案：ace,6.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)、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)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是_________________________； (5)计算公式为_____________________________． 解析：根据研究平抛运动的实验和平抛运动的原理，可知使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度可求出时间，再测出水平位移可求出平抛的初速度．,答案：见解析,7.某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出．则 (1)小球平抛的初速度为______m/s.(g取10 m/s2) (2)小球在b点瞬时速度vb＝______m/s. (3)小球开始做平抛运动的位置坐标为：x＝______cm，y＝__________cm.,答案：(1)2 (2)2.5 (3)－10 －1.25,。