必修 实验五 探究平抛运动的特点-2022高考理化生必备实验图表（必修+选择性必修）

物 理 实验五 探究平抛运动的特点 实 验 目 的 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 。 实 验 原 理 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 。 实 验 器 材 平抛仪 （ 含木板 、 小铁球 ）、 平抛竖落仪 、 直尺 、 频闪仪 、 坐标纸 、 图钉等 。 1. 通过频闪照相 （ 或视频录制 ）， 获得小球做平抛运动时的频闪照片 （ 如图 1 所 示 ）。 2． 以抛出点为原点 ， 建立直角坐标系 。 3． 通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置 。 1. 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 。 2． 分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点 。 实 验 步 骤 数 据 处 理 方案一 频闪照相 （ 或录制视频 ） 的方法 图 1 抛出时间 T 2T 3T 4T 5T 水平位移 竖直位移 结论 水平分运动特点 竖直分运动特点 步骤 1 ： 探究平抛运动竖直分运动的特点 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． 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 ， 发现两球始终同时落地 ， 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． 如图 3 所示 ， 安装实验装置 ， 使斜槽 M 末端水平 ， 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 为水平装置的可 上下调节的向背板倾斜的挡板 。 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 ， 使小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位置由静止滚下 ， 在白纸上记录钢球所经过的多 个位置 。 实 验 步 骤 方案二 分别研究水平和竖直方向分运动规律 A B M N 图 2 图 3 17 高中理化生必备实验图表 GAOZHONG LIHUASHENG BIBEI SHIYAN TUBIAO 直击高考 （ 2020 · 天津卷 ） 某实验小组利用图 1 所示装置测定平抛运动的初速度 。 把白纸和复写纸叠放一起固定 在竖直木板上 ， 在桌面上固定一个斜面 ， 斜面的底边 ab 与桌子边缘及木板均平行 。 每次改变木板和桌边 之间的距离 ， 让钢球从斜面顶端同一位置滚下 ， 通过碰撞复写纸 ， 在白纸上记录钢球的落点 。 ① 为了正确完成实验 ， 以下做法必要的是 。 A． 实验时应保持桌面水平 B． 每次应使钢球从静止开始释放 C． 使斜面的底边 ab 与桌边重合 D. 选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面 ② 实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动 0.2 m ， 在白纸上记录了钢球的 4 个落点 ， 相邻两点之 间的距离依次为 15.0 cm ， 25.0 cm ， 35.0 cm ， 示意图如图 2 。 重力加速度 g＝10 m/s 2 ， 钢球平抛的初速度 为 m/s 。 ③ 图 1 装置中 ， 木板上悬挂一条铅垂线 ， 其作用是 。 解析：①A. 钢球离开桌面后做平抛运动， 实验时应保持桌面水平， 故 A 正确； B. 为保证钢球做平抛运动的初速度相等 ， 每次应使钢球从静止开始释放 ， 故 B 正确 ； C. 若 ab 与桌边重合 ， 则小球不做平抛运动 ， 故 C 错误 ； D. 只要使钢球从同一位置由静止释放即可保证小球的初速度相等 ， 钢球与桌面间的摩擦力对实验没 有影响 ， 故 D 错误 。 ② 小球在竖直方向做自由落体运动 ， 由匀变速直线运动的推论可知 ： Δy＝gt 2 则有 t＝ Δy g 姨 ＝ （ 25.0-15.0 ） ×10 -2 10 姨 s= 0.1 s 小球的初速度为 v 0 ＝ x t = 0.2 0.1 m/s＝2 m/s ③ 实验过程应使木板在竖直面内 ， 木板上悬挂的铅垂线作用是方便将木板调整到竖直平面内 。 答案 ： ①AB ②2 ③ 方便将木板调整到竖直平面内 要点提示 1. 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 ， 若小球静止 ， 则斜槽末端水平 ）。 2．