实验探究平抛运动的特点解析版.docx

1.3实验：探究平抛运动的特点

[学习目标]1.知道什么是抛体运动、平抛运动.2.会用运动分解的方法分析两个分运动.3.会设计实验探究平抛运动两个分运动的特点，会描绘平抛运动的轨迹．

一、抛体运动和平抛运动
1．抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用的运动．
2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动．
3．平抛运动的特点：
(1)初速度沿水平方向；
(2)只受重力作用．
二、实验：探究平抛运动的特点
1．实验思路
(1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点．
(2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动．
2．进行实验
方案一：频闪照相(或录制视频)的方法
(1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图1所示)；

图1
(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；
(3)通过频闪照片描出小球经过相等时间间隔所到达的位置；
(4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；
(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.
抛出时间T2T3T4T5T水平位移竖直位移结论水平分运动特点竖直分运动特点
方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律
步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点

图2
(1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动．观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音．
(2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球仍同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动．
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
(1)装置和实验
①如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端切线水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板．

图3
②让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使钢球的轨迹与背板平行．钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹．
③上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置．
④以斜槽水平末端端口处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴．
⑤取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹．
⑥根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动的特点．
⑦结论：平抛运动在相等时间内水平方向位移相等，平抛运动水平方向为匀速直线运动．
(2)注意事项
①实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：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背板必须处于竖直面内，固定时要用铅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由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同．
④坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点．
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.

例1.(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．下列说法正确的是________(填选项前的字母)．
A．只能说明上述规律中的第①条
B．只能说明上述规律中的第②条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律

(2)“探究平抛运动的特点”实验的装置如图2所示．下列说法正确的是________．
A．斜槽必须是光滑的，且末端切线调成水平
B．每次释放小球必须从斜槽同一位置由静止释放
C．将球的位置记录在坐标纸上后取下坐标纸，用直尺将所有点连成折线
D．小球运动时不应与竖直面上的坐标纸相接触
【答案】(1)B(2)BD
【解析】(1)用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，说明A球在竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故B正确，A、C、D错误．
(2)为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，斜槽轨道不一定需要光滑，故A错误．为了使每次平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，故B正确．将球的位置记录在坐标纸上后取下坐标纸，用平滑曲线连接，故C错误．小球运动时不应与