5.3 实验 探究平抛运动的特点 讲透考点讲义 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第3节 实验探究平抛运动的特点第五章：抛体运动 考点1必备核心规律 考点1：研究平抛运动性质的实验方法 1.频闪照相法：闪照相是指每隔一定时间对同一物体进行一次照相，并将其位置呈现在同一张底片上的技术，它可以精确描述物体的运动情况,如右图所示 ①通过对同一时刻A、B两小球位置的对比可知，在任一段相同时间内小球下落的位移是相等的，即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。 ②测量B小球相邻邻间的水平距离，结果发现任意两个相邻像间的水平距离相等，说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 2.对比试验法：对比试验研究平抛运动的实验装置如右图所示。 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相碰，因此可以得出“两个小铁珠在水平方向的运动是相同的”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，并在射出时碰撞开关S，使电磁铁E断电并释放它吸着的小铁珠。 (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相碰，因此可以得出“两个小铁珠在竖直方向的运动是相同的”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。考点1必会经典好题 典例1.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。A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.改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地或在空中相碰该实验现象说明了A球在离开轨道后( ) 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 典例2.两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验： （1）小明同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明___________。 （2）小松同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中轨道N的末端与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道末端射出的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象是___________。 仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明___________。 考点2必备核心规律 考点2：平抛运动轨迹的描绘 1.实验设计 利用实验室的斜面小槽等器材安装成如图所示的装置。钢球从斜槽上滚下，通过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止释放，则钢球每次在空中做平抛运动的轨迹相同。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，用平滑的曲线将各点连起来，从而得到钢球做平抛运动的轨迹。这样我们就可以利用运动轨迹研究平抛运动的性质并确定平抛运动中的各个物理量。 2.实验器材 末端水平的斜槽、木板、坐标纸、图钉、小球、刻度尺、重垂线、铅笔等。 3.实验步骤 ①安装调整斜槽：将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查木板是否水平，即将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能静止在直轨道上的任意位置，则表明斜槽末端已调水平； ②安装调整竖直平板：用图钉把坐标纸钉在竖直木板上，并用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直，然后固定竖直木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变； ③确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽末端处小球球心所在的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴； ④描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从O点开始做平抛运动，先用眼睛粗略地确定小球在某一x值处（如x=1cm）的y值。然后使小球从开始时的位置滚下，在粗略确定的位置附近，用铅笔较准确地确定小球通过的位置（小球刚好经过铅笔尖处），并在坐标纸上记下这一点，以后依次改变x的值，用同样的方法确定其他各点的位置。取下坐标纸用平滑的曲线把这些点连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹。 4.实验注意事项 ①固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，以保证小球的初速度水平； ②固定木板