平抛运动规律的探究

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1、平抛运动规律的探究实验目的:（1）利用有连拍功能的数码相机或摄像机获得平抛运动的轨迹；（2）利用DIS实验研究平抛物体的飞行时间t和下落高度h、初速度v0之间的关系；平抛物体的 射程x与v0、t之间的关系。实验器材:有连拍功能的数码相机或摄像机，以及由斜面滑槽和支架、金属小球、光电门传感器、碰撞传感器等组成的DIS平抛运动实验装置。果分髭 据： 数舞析示实验原理1. 平抛物体的运动可以看作是水平方向的和竖直方向的 的合运动。2. 只要使小球每次都在斜槽上的同一位置从静止开始自由滚下，就可以保证小球离开斜槽末端具 有，再设法确定小球轨迹上的，把它们用平滑曲线连接起来就可以得到一 条较准确的小球作

2、平抛运动的轨迹。3. 以平抛出发点为原点，水平方向为x轴，竖直向下为y轴建立坐标系，设平抛初速为v0,飞行 时间为t，则对平抛运动轨迹曲线上任意一点的坐标（x，y）都有：x=，y=。 若测出某点坐标（x，y），则可求得平抛运动初速度v0=。实验步骤1. 控制斜槽导轨的水平槽口高度，让小球从斜槽的不同高度斜槽导轨处滚下，以4种不同的速度冲出水平槽口在空中做平抛运动。利用安置在槽口的光电门传感器测量小球平抛运动的初速度v0, 利用安置在底板上的碰撞传感器测量小球的飞行时间t。并显示在计算机屏幕上。落地点的水平距 离x由底座上的标尺读出。将这些数据记录在预先设计好的表格中。高度h=mv0/m-s-i

3、0x/m0t/s2. 改变斜槽水平槽口的高度，重复步骤1中的实验，将显示在计算机屏幕上的这些数据记录在预 先设计好的第二张表格中。高度h=mv0/m-s-i0x/m0t/s3. 用数码相机的连拍功能（或摄像机），在上述两组实验中，各选一次实验，拍摄小球做平抛运 动的过程，将所摄得的一组照片输入计算机中，然后进行处理，并将这些照片图像叠合在一起以 获得小球做平抛运动的轨迹。数据处理1. 根据表中物体抛出时的高度h和初速度v0的数据，分 别计算出射程和飞行时间的理论值，然后与相应的实验数 据进行比较，进行分析，得出结论。2. 考察由数码相机所得到的小球做平抛运动的轨迹图刑米）象，分析由此得到的某些

4、信息，如水平分速度、竖直分速 度等。相关习题1. 关于研究平抛运动的实验，下述正确的是()(A) 斜槽必须是光滑无摩擦的(B) 所用小球的半径越大则所测得的初速度越精确(C) 实验所需唯一测量工具是毫米刻度尺(D) 小球越重所测量得的初速度越精确2. (2007闵行)实验室的斜面小槽等器材装配如图甲所示的装置.钢球从斜槽上滚下，经过水平 槽飞出后做平抛运动.每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动，设法用铅 笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。(1) 某同学在安装实验装置和进行其余的操作时 都准确无误，他在分

5、析数据时所建立的坐标系如 图乙所示。他的错误之处。(2) 该同学根据自己所建立的坐标系，在描出的 平抛运动轨迹图上任取一点(x，y)，运用公式v0 =x*Ey求小球的初速度v0，这样测得的平抛初 速度值与真实值相比。(填“偏大”、“偏小”或“相等”)3. (2007松江)图甲是研究平抛运动的实验 装置示意图，小球从斜面上一定高度处从静止 释放，经过一段水平轨道后落下。图乙是实验 后在白纸上描出的轨迹和所测数据：(1) 请在图甲中的白纸ABCD上标出小球平 抛运动的起始点O,并画出Ox、Oy轴。(2) 水平轨道的作用是；在 实验中，需要小球重复运动。每次都使小球从m/so同一位置开始运动的原因是

6、.B(3) 根据图乙中数据，可以算出此平抛运动的初速度v0=4. (2000上海)右图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体作平抛运动规律的照 片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球，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：。5. （2003上海）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，改变整个装置的高期做同样的实验，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

7、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6. （2008杨浦期末）物体做平抛运动的规律可以概括为两点：（1）在水 平方向做匀速直线运动；（2）在竖直方向做自由落体运动。图所示为一种 研究物体做平抛运动规律的实验装置，其中A、B为两个等大的小球，C 为与弹性钢片E相连的小平台，D为固定支架，两小球等高.用小锤击打 弹性钢片E，可使A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，做自由落体运 动。在不同的高度多次做上述实验，发现两球总是同时落地，这样的实验 结果（）（A）只能说明上述规律中的第（1

8、）条（B）只能说明上述规律中的第（2）条（C）能同时说明上述两条规律（D）不能说明上述两条规律中的任意一条7. 测得小球的平抛运动轨迹如图所示，根据图示给出的数据，可计算出该 小球平抛运动的初速度v0=m/s。（g取9.8m/s2）8. （2007浦东）（1）如图（a）所示的实验装置：小球A沿竖直平面内的轨道滑下，轨道末端水平，A离开轨道末端时撞开轻质接触 式开关S,被电磁铁吸住的小球B同 时从同一高度自由下落。改变整个装 置的高度H做同样的试验，发现位于 同一高度的小球A、B总是同时落地， 该实验现象说明了 A球在离开轨道后。(a)(b)y1 = 19.6cm，y2=44.1cm，可计算出

9、x2=cm。(g（2）在某次实验中，测得小球A的 平抛运动轨迹如图（b）所示，已知O 点是小球做平抛运动的抛出点，x1=42cm, 取 9.8m/s2）9.（2008宝山期末）为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初 速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：序号抛出点的高度（m）水平初速度（m/s）水平射程（m）10.2020.4020.2030.6030.4520.6040.4541.250.8020.860.8062.4以下探究方案符合控制变量法的是（）（A）若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据（B）若探究水平射程与高度的关系，可用表

10、中序号为2、4、6的实验数据（C）若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据（D）若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据10.（2008闵行期末）如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道 同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角，获得不同的射程X，最后作出了如图b图c。实验中发现0超过608（1）由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为m。（2）若最后得到的图象如图c所示，则可能的原因是（写出一个）11. 在研究小球的平抛运动规律的实验中，某同学记录下一段抛物线，以 及水平轴Ox，如图所示。现在给你刻度尺，重力加速度g为已知，问如 何测算此小球作平抛运动的初速度v0的大小。12. 某同学做平抛运动的实验时，未记下槽末端位置，也就没找到坐标原 点O的位置，但他画下了重垂线的位置，即竖直方向y轴找到，抛物线中 间一段轨迹也画出，如图所示。若A与B之间的竖直高度差为h，它们到 y轴的水平距离分别为x1和x2。那么此小球作平抛运动的初速度v=。