第五章 曲线运动
第三节 实验：研究平抛运动
一.学习目标：
（一）课标要求
1．知道平抛运动形成的条件．
2．理解平抛运动是匀变速运动，其加速度为重力加速度g．
3．体会物理学中“化曲为直”、“化繁为简”及“等效代换”、“正交分解”的思想方法．
（二）重、难点
平抛运动的特点和规律．
二.巩固基础：
1．研究平抛物体的运动，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
2．在“研究平抛运动”的实验得到的轨迹如图所示，
O点为抛出点，则小球做平抛运动的初速度大小
为（ ）(g取10m/s2)
A. 1.0m/s B.1.2m/s
C. 1.5m/s D.1.6m/s
3.在“研究平抛运动”的实验中,如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,则下列说法中错误的是（ ）
A.小球平抛的初速度不同
B.小球每次做不同的抛物线运动
C.小球在空中运动的时间不同
D.小球通过相同的水平位移所用的时间不同
4.在做“研究平抛运动”实验中，引起实验误差的原因是（ ）
①安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平
②确定y轴时，没有用重垂线
③斜槽不是光滑的，有一定的摩擦
④描点不够准确
A.①③ B.①②④ C.③④ D.②④
5．某同学设计了如图的实验：将两个完全相同的倾斜滑道平行固定在同一竖直平面内，最下端水平，滑道2与光滑水平板平滑连接。把两个相同的小钢球，从滑道的相同位置静止开始同时释放，则他将观察到的现象是 ，这说明 。
6．某同学利用如图所示的两种装置探究平抛运动，方案如下：
装置1：用小锤打击金属片，A球水平抛出，同时B球自由下落．仔细观察A、B两球是否同时落到水平地面上．若同时落地，则说明水平分运动是匀速运动，竖直分运动是自由落体运动．
装置2：竖直管A的上端要高于水面，这样可在较长时间内得到稳定的细水柱．水平管B喷出水流，在紧靠水流、平行于水流的玻璃板上用彩笔描出水流的轨迹，这就是平抛运动的轨迹．
找出以上叙述中不当之处并写到下面：
(1) _______________________________________________________________________；
(2) _______________________________________________________________________．
三.提升能力：
7．一名同学在“研究平抛运动”实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离Δs相等的三点A、B、C，量得Δs＝0.4m，又量出它们之间的竖直距离分别为h1＝0.1m、h2＝0.2m。利用这些数据，可求得物体抛出时的初速度为________。 (g取10m/s2)
8.某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图所示．在水平桌面固定一个斜面，让钢球从斜面上同一位置由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：
A．实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且ab＝bc，如图．量出ab长度L＝20.00cm.
B．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板位置，使得钢球正好击中c点，记下此时木板离地面的高度h1＝70.00cm.
C．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板位置，使得钢球正好击中b点，记下此时木板离地面的高度h2＝90.00cm.
D．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板位置，使得钢球正好击中a点，记下此时木板离地面的高度h3＝100.00cm.
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0＝________m/s.钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby＝________m/s.（已知钢球的重力加速度为g＝10m/s2，空气阻力不计）
四.感悟经典：
例： 某同学设计了一个研究平抛运动的实验．实验装置示意图如图(甲)所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图(甲)中P0P0′、P1P1′…)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点．如图(乙)所示．
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了______________________．
(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了______________________．
(3)在图(乙)中绘出小球做平抛运动的轨迹．
【解析】 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保持小球水平抛出的初速度相同．每次将B板向内侧平移距离d，使之与相邻两插槽间距相等，巧妙地将小球水平方向的横向匀速运动替换为纵向的匀速运动，由原来所有点在同一竖直线上变为各点沿水平方向等间距拉开。
【答案】 (1)斜槽末端水平 小球每次平抛速度相同
(2)保持相邻痕迹点的水平距离大小相同
(3)如图所示
第三节 实验：研究平抛运动
一.巩固基础：
1.B 2.C 3.C 4.B
5. 1球恰撞上2球，平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动
6.(1)若同时落地，则说明水平分运动是匀速运动(只能说明竖直方向为自由落体运动)．
(2)竖直管A的上端要高于水面(应低于)．
二.提升能力：
7.v0＝2m/s
8.解析：由于小球每次都是从斜面上同一位置释放的，所以小球的水平初速度不变，小球从落到a点到落到b点与从落到b点到落到c点所用的时间相同，可设为T.
水平方向：v0＝ -------------------------①
竖直方向：ab对应的竖直高度Δh1＝h3－h2＝10cm.
bc对应的竖直高度Δh2＝h2－h1＝20cm
则Δh＝Δh2－Δh1＝gT2 -------------------- ②
联立①②代入数据得v0＝2m/s，T＝0.1s
由运动学公式：vby＝＝＝1.5m/s.
【答案】 2 1.5
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