高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动3 实验：探究平抛运动的特点第一课时学案

5.3 实验 研究平抛运动的特点（一）

一.实验目的

1.描绘物体平抛运动的轨迹并判断是不是抛物线；

2.学会根据平抛运动轨迹图求出平抛的初速度。

二.实验原理

1. 平抛物体的运动可以看做是两个分运动的合运动：一是水平方向的          ，另一个是竖直方向的            。让小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系，通过y/x2的值，来判断轨迹是不是抛物线。
2. 测出曲线上某一点的坐标x和y，依据重力加速度g的数值，利用公式y=       求出小球的飞行时间t，再利用公式x=        求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度v0。

三.实验仪器

平抛实验仪、小球、重垂线、白纸、铁夹、刻度尺、铅笔、复写纸。

四.实验步骤

1.固定白纸和复写纸：把白纸和复写纸叠放在一起（复写纸在外）平整地压到屏板上,白纸竖直边和坐标格竖直边平行,用铁夹固定好白纸,铁夹固定的位置不能让小球运动中碰到。

2.调整弧槽，使其末端保持水平：将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，调整斜槽下的螺钉，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明斜槽平直部分的末端处已水平。

3.调整屏板面，使之在竖直平面内：悬挂重垂线，通过底板四只调平螺栓的调整，使重垂线与屏板上的红色标线平行，从而达到屏板面与水平面垂直。以上两步反复调整。

4.确定坐标原点O：把小球放在槽口处，重按小球通过复写纸，就得到球心在板上的水平投影点O，O点即为坐标原点。

5.描绘运动轨迹：从斜槽尽量高的地方释放钢球，钢球将沿着导轨凹槽滚下并被水平抛出，落在接球槽上，通过复写纸便在白纸上留下痕点。将小球从同一高度释放多次，将接球槽逐次下降，重复上述操作，即在白纸上描得一系列钢球运动点迹。（一般取4～6点即可）。

五.实验记录

六.数据处理

1.确定运动轨迹：取下白纸,用平滑的曲线把记下一系列位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。

2.计算初速度：以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，并在曲线上选取ABCDEF六个不同的点（选取的点离坐标原点稍远），用刻度尺分别测出它们的坐标x和y，然后用公式v0=(x=v0t, y=1/2gt2)计算出小球的初速度v0，并将有关数据记入表格内，最后计算出v0的平均值。（g= 10m/s2）

七.实验结论

平抛实验中小球作平抛运动轨迹是            ，其平抛初速度为                        。

八.注意事项

1.实验中必须保证通过斜槽末端点的切线      ，方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不        ．

2.小球必须每次从斜槽上         滚下，即在斜槽上固定一个挡板．

3.坐标原点(小球做平抛运动起点)不是槽口的端点,应是小球在槽口时球的      在木板上的水平投影点．

4.要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当水平初速度抛出，其轨道由木板左上角到       角，这样可以减少测量误差.

九.课堂检测

1.在做“研究平抛运动”的实验中,下列说法中正确的是(　 　)

A.安装斜槽和木板时,一定要注意木板是否竖直

B.安装斜槽和木板时,只要注意小球不和木板发生摩擦即可

C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放

D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律

2.(2012年银川高一检测)在“研究平抛物体的运动规律”的实验中,在安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是(　 　)

A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小

B.保证小球飞出时,初速度水平

C.保证小球在空中运动的时间每次都相等

D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线

3.下列各情况中不会对实验产生误差的是(    )

A.小球与槽间有摩擦           B.小球飞离斜槽后受到空气的阻力

C.小球每次释放的高度不同     D.小球每次飞过竖直板时与板有摩擦

E.小球每次释放时或运动过程中，竖直板与槽的相对位置明显变化

4.在“研究平抛运动”的实验中,为了求平抛运动物体的初速度,需直接测量的数据有(　  　)

A.小球开始滚下的高度

B.小球在空中飞行的时间

C.运动轨迹上某点P的水平坐标

D.运动轨迹上某点P的竖直坐标