复习专题二 实验：探究平抛运动的特点-【精剖细解】2023年新高二物理暑假新思路分段讲义（全国通用）

复习专题二 实验：探究平抛运动的特点 ——精剖细解细复习讲义 知识点1：抛体运动 1、抛体运动与平抛运动 平抛运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时所做的叫做抛体运动。 平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫做平抛运动。特点：初速度沿水平方向；只受重力作用。 知识点2：探究平抛运动的特点 【实验目的】 探究平抛运动水平方向和竖直方向运动的特点和平抛运动轨迹的描绘。 【实验思路】 平抛运动可看作沿竖直方向和水平方向的两个分运动的合运动。 【实验原理】 用频闪照相等方法记录做平抛运动的物体经过相等时间间隔所到达的位置，用平滑曲线将各个位置连接起来，获得水平方向和竖直方向的位移随时间变化的具体数据，分析小球在水平方向和竖直方向的运动规律。 【实验器材】 竖直方向：小锤一个、两个相同的小铁球、平抛竖落仪一个。 水平方向：平抛实验装置、小钢球、白纸、复写纸、铅笔、刻度尺 【实验步骤】 步骤1： 如下图实验装置所示，探究平抛运动竖直方向的运动特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，做自由落体运动。A、B两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。改变小球距地面的高度和击打的力度，重复这个实验。 步骤2： 如下图实验装置所示，斜槽M末端水平。钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N，钢球飞出后，落到挡板上。实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。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。最后，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。 根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分运动的规律，设法确定“相等的进间间隔”。再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律。 【实验注意事项】 竖直方向装置注意事项： ①确保A、B两球运动前高度相同，且落到同一水平面上。 ②小锤水平击打的位置为弹性金属片中央，目的是为了确保A球能够沿水平方向飞出。 ③A、B两小球的选择：体积小、质量大，大小、材料、质量完全相同。 ④调节好实验装置，确保用小锤击打弹性金属片的同时B球能立即释放，做自由落体运动。 水平方向装置注意事项： ①斜槽的末端必须调节水平。 ②钢球必须从同一位置滚下。 ③钢球的选择：体积小、质量大，目的是使记录的位置尽量准确。 ④调节实验装置，通过观察铅垂线确保底座水平和挡板N水平，背板在竖直面内。 【实验数据处理】 ①观察发现，A、B两球同时落地。改变小球距地面的高度和打击的力度，重复实验时，两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小发生改变，但A、B两球总是同时落地。说明A球在竖直方向的运动与B球完全相同，平抛运动在竖直方向的运动为自由落体运动。 ②以小球出槽口时球心在白纸上的投影点为坐标原点，以水平方向为x轴，以竖直方向为y轴。如图所示： ③竖直分运动为自由落体运动，以起点开始，相邻相等时间间隔的位移之比为1∶3∶5∶9∶…，在y轴上从0点起，据此量出各段位移，即可确定“相等的时间间隔”。 ④根据运动的合成与分解，测出相等时间间隔内的水平位移，从而确定平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 ⑤由实验探究可知，平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。 【现象分析】 ①在竖直方向上，两种运动经过相等的时间，下落的高度相同，即在竖直方向上的运动是相同的，都是自由落体运动； ②在水平方向上，平抛运动在通过相等的时间内前进的距离相同，即水平方向上的运动是匀速直线运动。 【理论分析】 ①竖直方向：初速度为零，物体只受重力作用，即竖直方向的加速度为a＝g，钢球做自由落体运动。 ②水平方向：初速度为V0，水平方向不受力，钢球做匀速直线运动。 【误差分析】 ①安装斜槽时，其末端不在水平方向，导致小球离开斜槽后不做平抛运动。 ②A、B两球由于不完全相同，因而在空中所受阻力不同。 ③探究平抛运动竖直方向的运动特点时，用小锤击打弹性金属片时，A球不能完全水平飞出，B球不能立即被松开、同时下落，产生误差。 ④建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，容易将斜槽口在背板上的投影点作为坐标原点，导致轨迹上各点的坐标不准确。 ⑤确定小球运动的位置时不准确以及量取轨迹上各点坐标时不准确。 ⑥小球每次自由滚下时起始位置不完全相同。 其它方法探究平抛运动的轨迹： 1、喷水法 如下图所示，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。水从喷嘴中射出，在