1.3 平抛运动-2020-2021学年高一物理精讲精练（新粤教版必修第二册）

1.3 平抛运动 考点精讲 考点1：探究平抛运动规律实验 1. 对比实验法 实验装置如图所示。 (1)研究水平方向上的分运动的性质 ①把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两个小铁珠以相同的初速度分别从轨道A、B同时射出。 ②同步改变电磁铁C、D与轨道出口水平线之间的高度，多次重复以上步骤。 我们看到两个小铁珠每次都发生相碰，因此可以得出两个小铁珠在水平方向上的运动相同的结论，即平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 (2)研究竖直方向上的分运动的性质 ①把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、E上，切断电磁铁C的电源，使一个小铁珠从轨道A射出，并在射出时通过碰撞开关S使电磁铁E断电，释放吸着的小铁珠。 ②让电磁铁E从N向M移动，调整它的位置，多次重复以上步骤。 我们看到两个小铁珠每次都发生相碰，因此可以得出两个小铁珠在竖直方向上的运动相同的结论，即平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 2．轨迹研究法 描出平抛运动的轨迹，建立起水平、竖直的直角坐标系，通过对平抛运动轨迹的研究，找出平抛运动的规律。 例如，假定物体在水平方向做匀速直线运动，确定运动时间相等的一些点的坐标，研究物体在竖直方向运动的位移随时间的变化关系，确定竖直方向的运动规律。 (1)如图所示，在平抛运动轨迹的水平坐标轴x上，从原点O开始向右取几个距离相等的点a、b、c，再在轨迹上找到它们的对应点A、B、C，则物体从其中一个位置运动到下一个位置所用时间都是相等的。 (2)过A、B、C作水平线与y轴分别交于a′、b′、c′，则这些点间的距离就是每经过相等时间，物体在竖直方向的位移。 (3)测量Oa′、a′b′、b′c′的长度，探究在竖直方向上是否做匀变速直线运动。 3．频闪照片法 (1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 ①原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y＝kx2的关系，且同一轨迹上k是一个特定的值。 ②验证方法 方法一：代入法 用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y＝kx2中求出常数k，看计算得到的k值在误差允许范围内是否为一常数。 方法二：图像法 建立y—x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值，在y—x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为k值。 (2)探究水平和竖直分运动的规律 ①以小球的第一张照片位置中心为原点O，水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立平面直角坐标系。 ②小球其他照片位置中心依次为A、B、C、D…，过A、B、C、D点分别作x、y轴的垂线，在x、y轴上测量OA、AB、BC、CD之间的距离，记为xOA、yOA等。 ③在误差允许的范围内，若xOA＝xAB＝xBC＝xCD，则表明平抛运动的水平分运动为匀速直线运动。 ④在误差允许的范围内，若yCD－yBC＝yBC－yAB＝yAB－yOA，根据(yCD＋yBC)－(yAB＋yOA)＝4aT2，T为频闪周期，可得加速度a；若a＝g(重力加速度)，则表明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动。 【例1】　在“研究平抛运动”的实验中， (1)图甲是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________。 A．球心　　　　B．球的上端 C．球的下端 甲 在此实验中，下列说法正确的是________。(多选) A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用平滑曲线把所有的点连接起来 D．y轴的方向根据重垂线确定 (2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作的错误是________。 A．释放小球时初速度不为0 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平 【解析】(1)中记录点选取的是小球的上端，则确定原点时也要选取小球的上端。斜槽轨道可以不光滑，只要保证小球从同一位置释放即可。连线时不是连接所有的点，偏差比较大的点要舍去。(2)中小球做斜抛运动，斜槽末端切线不水平。 【技巧与方法】 该实验的注意事项 1．斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端的切线水平，将小球放在斜槽末端水平部分，若没有明显的运动倾向，斜槽末端的切线就水平了。 2．方木板固定：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．小球释放： (1)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。 (2)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。 4．坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口