5.3实验：探究平抛运动的特点（知识小站+例题精析+课堂练兵） 讲义—2020-2021学年人教版（2019）高中物理必修第二册

高中物理人教版（2019）必修第二册同步讲练测 第五章 抛体运动 5.3实验：探究平抛运动的特点 知识点1.抛体运动 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之下，物体只受重力作用，这时的运动叫作抛体运动。 2.平抛运动：初速度是沿水平方向的抛体运动。 知识点2：探究平抛运动的特点 1.实验目的： ①探究做平抛运动的物体在水平方向和竖直方向的运动规律。 ②探究物体做平抛运动的轨迹。 2.探究平抛运动竖直分运动的特点 ①实验条件：给出两个球A和B在同一位置，同一时刻，A球做平抛运动，B球做自由落体运动。 ②实验现象：A球的运动轨迹是曲线，B球的运动轨迹是直线；A球与B球几乎同时落地。改变小球距离地面的高度，重复实验。 ③实验结论：平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。 3.探究平抛运动水平方向分运动的特点： ①实验过程：两个小球做初速度相同的平抛运动，分别用描迹法描出小球的运动轨迹。 ②实验结论：平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。 4.实验注意事项： ①斜槽末端的切线方向必须水平； ②木板平面竖直并且平行于小球的运动轨道平面，同时使小球的运动轨道平面靠近木板但不接触； ③坐标原点不在斜槽的末端，应在槽口上方小球的球心处。 ④小球应从同一位置无初速度自由释放，以保证小球每次做平抛运动的初速度相同，从而是轨迹相同。 例1.某同学在“探究平抛运动规律”的实验中，采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为9.80cm，则根据图像可求得拍摄时每隔________s曝光一次，该小球的平抛初速度大小为________m/s，小球运动到图中位置3时的竖直分速度大小为________m/s(g取9.80m/s2)。 【解析】在竖直方向上，根据 ，解得： ， 平抛运动的初速度为： ， 位置3竖直分速度为： 。 例2.某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开． ①他观察到的现象是：小球A、B________（填“同时”或“不同时”）落地； ②让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将________（填“变长”、“不变”或“变短”）； 【解析】解：①小锤轻击弹性金属片时，A球做抛运动，同时B球做自由落体运动．通过实验可以观察到它们同时落地；②用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；③上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动． 故答案为：①相同；②不变；③初速度，自由落体． 1.在“探究平抛运动的特点”的实验中，用如图所示装置描绘轨迹。实验前，将斜槽M的末端调节水平，再将一张白纸和复写纸固定在背板上。N是可上下调节的一个水平放置的挡板，挡板与背板之间成“V”夹角。钢球飞出后落到N上，就会挤压复写纸留下痕迹。上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。关于实验过程，下列说法正确的是（   ） A. 钢球可以从斜槽上不同位置由静止释放 B. 重垂线只是用来检验背板是否竖直 C. 白纸固定在复写纸的外面 D. 在描出的轨迹上，从抛出点开始依次取竖直方向比值为1∶3∶5的三段位移，则对应水平方向的三段位移之比接近1∶1∶1 2.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－1） 水平射程/m 1 0．20 2 0．40 2 0．20 3 0．60 3 0．45 2 0．60 4 0．45 4 1．2 5 0．80 2 0．8 6 0．80 6 2．4 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 3.研究平抛运动的实验装置如图所示。某同学设想在小球下落的空间中选取三个竖直平面 1、2、3，平面与斜槽所在的平面垂直。小球从斜槽末端水平飞出，运动轨迹与平面 1、2、3 的交点依次为 A、B、 C。小球由 A 运动到 B，竖直位移为 y1 ， 动能的变化量为 ΔEk1 ， 速度的变化量为 Δv1；小球由 B 运动到 C，竖直位移为 y2 ， 动能的变化