第4章 实验5 探究平抛运动的特点(Word教参)-【状元桥】2026高考物理一轮总复习（湖北专版）

实验五　探究平抛运动的特点

一、实验基础

1．实验目的

(1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹．

(2)判断平抛运动的轨迹是否为抛物线．

(3)根据平抛运动的轨迹求其初速度．

2．实验思路

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，这时的运动叫作抛体运动．如果初速度是沿水平方向的，这样的抛体运动就叫作平抛运动．

平抛运动的轨迹是曲线，比直线运动复杂．我们可以按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在竖直方向和水平方向的运动特点．平抛运动可以看作是在竖直方向的分运动和水平方向的分运动的合运动．如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了．

3．实验方案

方案一

为了研究平抛运动的特点，我们应该想办法把运动物体的位置随时间变化的信息记录下来．比如，用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置．当然也可以用别的方法记录信息，开展研究．

如图是用频闪照相的方法记录的做平抛运动的小球每隔相等的时间的位置图．以左边第一个小球的中心为原点，沿水平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系，将各球中心点的横坐标和纵坐标记录在自己设计的表格中．

方案二

步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点

　　　

在如图甲所示的实验中，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，自由下落，做自由落体运动．观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后．

分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象．

步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点

在如图乙所示的装置中，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速度随时间变化的规律，设法确定“相等的时间间隔”．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．

二、数据处理

　根据所记录的数据，以及相邻小球时间间隔相等的特点，分析小球在水平方向分运动的特点．然后再按照这个办法，分析小球在竖直方向分运动的特点．

三、注意事项

1．斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端切线水平，将小球放在斜槽末端水平部分，若能使小球在平直轨道上的任意位置静止，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，而是小球出槽口时球心在木板上的投影点．

5．初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O较远的一些点来计算初速度.

命题点一　教材原型实验(自主学习)

(2024·河北)图甲为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹．某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如图乙所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点．

①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度__相同__(填“相同”或“不同”)．

②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹．

③根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为__0.71__m/s(当地重力加速度g为9.8 m/s2，保留2位有效数字)．

(1)在“探究平抛运动的特点”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度．实验简要步骤如下：