第五章第三节 实验：探究平抛运动的特点-2023-2024学年高一物理精剖细解讲义（人教版2019必修第二册）

第五章第三节 实验：探究平抛运动的特点 ——精剖细解学习讲义 知识点：实验：探究平抛运动的特点 【实验目的】 探究平抛运动水平分运动的特点。 探究平抛运动竖直分运动的特点。 描出平抛物体的运动轨迹。 求出平抛物体的初速度。 【实验原理】 平抛运动可以看作是两个分运动的合成：一是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动。利用铅笔确定做平抛运动的小球运动时若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用公式x=vt和y=gt2就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。 【实验仪器】 木板及竖直固定支架、斜槽（附金属小球）、重锤、图钉、白纸、刻度尺、三角板、铅笔。 【实验装置图】 【实验步骤】 1．把斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面外，调节末端使其切线水平固定。  2．在带有支架的木板上，用图钉把白纸定好，并让竖放木板左上方靠近槽口，使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行。（如图所示）  3．把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上，描出点O，过O点利用重垂线描出竖直方向。 4．让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下，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，并记下这一点，以后依次改变x值，用同样的方法确定其他各点的位置。 5．把白纸从木板上取下来，用三角板过O作与竖直方向垂直的x轴，将一系列所描的点用平滑的曲线连接起来，这就是小球平抛运动的轨迹。 【实验数据的处理】 【实验误差】 1．安装斜槽时，其末端切线不水平。  2．小球每次滚下的初位置不尽相同。 3．建立坐标系时，可能误将斜槽末端端口作为坐标原点。  4．空气阻力使小球不是真正的平抛运动。 5. 描点不准确。 【注意事项】 1．实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平，木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。 2．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下，即在斜槽上固定一个挡板，每次都从挡板位置释放小球。  3．坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球心在木板上的水平投影点。  4．要在斜槽上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由图板左上角到达右下角；要在平抛轨迹上选取距O点远一些的点来计算小球的初速度，这样可以减小测量误差。 5.固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用重锤线检查坐标纸是竖直。 频闪照相的方法： 通过频闪照相，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如下图所示)； 以抛出点为原点，建立直角坐标系； 通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置； 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； 分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点。 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 1．如图所示，将一篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上的A点，不计空气阻力，若从抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则可行的是（　　）    A．增大抛射速度v0，同时减小抛射角θ B．增大抛射角θ，同时减小抛出速度v0 C．减小抛射速度v0，同时减小抛射角θ D．增大抛射角θ，同时增大抛出速度v0 2．从离地面高h处投出A、B、C三个小球，A球自由下落，B球以速度v水平抛出，C球以速度2v水平抛出，它们落地时间tA、tB、tC的关系是（　　） A． B． C． D． 3．用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，拍摄时，光源的频闪频率为10Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，背景的小方格为相同的正方形。重力加速度g取，不计空气阻力。根据照片显示的信息，下列说法中正确的是（　　）    A．不能确定a球是否从A点水平抛出 B．不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动 C．不能确定a球沿水平方向的运动是匀速直线运动 D．当a球与b球运动了时它们之间的距离最小 4．如图所示，将两个相同的斜滑道固定在同一竖直平面内，最右端对齐，最下端水平，下面的滑道与光滑水平板平滑连接。把两个相同的小钢球从滑道的相同高度由静止同时释放，观察到1球总能恰好击中2球。该实验说明（　　） A．平抛运动在竖直方向做自由落体运动 B．平抛运动在水平方向做自由落体运动 C．平抛运动在竖直方向做匀速直线运动 D．平抛运动在水平方向做匀速直线运动 5．某学习小组利用手机的频闪功能，成功记录了两小球的运动情况。实验中两个小球同时开始运动，甲小球由静止释放，乙小球水平抛出。小组成员从手机照