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5.3 實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)
--------- 人教版必修二
拋體運(yùn)動
拋體運(yùn)動：對物體以一定的初速度向空中拋出，僅在重力作用下，物體所做的運(yùn)動。
v1
g
v2
g
一、平拋運(yùn)動：沿水平方向拋出的物體，如果物體只受重力作用，這個(gè)運(yùn)動就叫做平拋運(yùn)動。
v0
v0
g
一、平拋運(yùn)動：沿水平方向拋出的物體，如果物體只受重力作用，這個(gè)運(yùn)動就叫做平拋運(yùn)動。
平拋運(yùn)動具有哪些特點(diǎn)？
二、實(shí)驗(yàn)
平拋運(yùn)動的特點(diǎn)：平拋運(yùn)動的性質(zhì)、描繪出平拋運(yùn)動的軌跡。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1.能描出平拋運(yùn)動的軌跡，知道實(shí)驗(yàn)原理、步驟及注意事項(xiàng)。
2.會計(jì)算平拋運(yùn)動物體的初速度，能掌握描跡法、對比法等探究實(shí)驗(yàn)的常用方法。
平拋運(yùn)動（曲線運(yùn)動） 研究方法 化曲為直
平拋運(yùn)動（曲線運(yùn)動） 研究方法 化曲為直 分運(yùn)動 水平方向（直線運(yùn)動） 豎直方向（直線運(yùn)動）
平拋運(yùn)動（曲線運(yùn)動） 研究方法 化曲為直 分運(yùn)動 水平方向（直線運(yùn)動） 豎直方向（直線運(yùn)動）
猜想 勻速直線運(yùn)動
平拋運(yùn)動（曲線運(yùn)動） 研究方法 化曲為直 分運(yùn)動 水平方向（直線運(yùn)動） 豎直方向（直線運(yùn)動）
猜想 勻速直線運(yùn)動 自由落體運(yùn)動
探究平拋運(yùn)動的性質(zhì)
驗(yàn)證：水平方向：勻速直線運(yùn)動
豎直方向：自由落體運(yùn)動
對比實(shí)驗(yàn)法
實(shí)驗(yàn)器材
斜槽、小球、木板、圖釘、重錘線、刻度尺、三角板、鉛筆等。
實(shí)驗(yàn)操作
豎直方向
水平方向
B
c
A
實(shí)驗(yàn)操作：豎直方向
探究結(jié)論
水平方向：
豎直方向：
頻閃照相法：每隔一定時(shí)間對同一物體進(jìn)行一次拍照，并將其位置呈現(xiàn)在同一張底片上的技術(shù)。
時(shí)間相同
平拋運(yùn)動 軌 跡 拋物線
描跡法、噴水法
描跡法
“一水平二平行”
一個(gè)水平，兩個(gè)互相平行
1.斜槽末端水平
2.木板與重錘線相互平行
斜槽末端水平：
若將小球放在斜槽末端水平軌道的任何位置，小球都不滾動，則可以認(rèn)為斜槽末端水平。
調(diào)整木板，用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直面平行且靠近,固定好木板。
木板與重錘線相互平行：
確定坐標(biāo)軸:把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口時(shí)，球心在木板上的水平投影點(diǎn)O,O即為坐標(biāo)原點(diǎn)（不是槽口端點(diǎn)）,再利用重錘線在紙上畫出，通過O點(diǎn)的豎直線,即y軸，用三角板畫出水平方向的x軸;
O
y
坐標(biāo)原點(diǎn)（平拋起點(diǎn)）
數(shù)據(jù)處理：初速度的計(jì)算
數(shù)據(jù)處理：初速度的計(jì)算
O
球心投影
x
y
在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y。
坐標(biāo) A (X1,Y1) B (X2,Y2) C (X3,Y3) D (X4,Y4) E (X5,Y5) F
(X6,Y6)
數(shù)據(jù)處理：初速度的計(jì)算
在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y。
坐標(biāo) A (X1,Y1) B (X2,Y2) C (X3,Y3) D (X4,Y4) E (X5,Y5) F
(X6,Y6)
數(shù)據(jù)處理：初速度的計(jì)算
在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y。
坐標(biāo) A (X1,Y1) B (X2,Y2) C (X3,Y3) D (X4,Y4) E (X5,Y5) F
(X6,Y6)
初速度 v1 v2 v3 v4 v5 v6
v0 均值 (g值已知)
數(shù)據(jù)處理：驗(yàn)證拋物線
1 2 3 4 5 6
(X1,Y1) (X2,Y2) (X3,Y3) (X4,Y4) (X5,Y5) (X6,Y6)
誤差來源
1.安裝斜槽時(shí)，其末端切線不水平，造成小球并非做平拋運(yùn)動，測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
2.建立直角坐標(biāo)系時(shí)，誤以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)（實(shí)際上，應(yīng)以末端端口上的小球球心，在木板上的投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)）。
3.量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確等等。
噴水法
A
管口上端在液面下方
練習(xí)1
對于拋體運(yùn)動的認(rèn)識，下列說法錯誤的是（ ）
A.所有的拋體運(yùn)動都是勻變速運(yùn)動
B.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動只受重力，所以它是勻加速運(yùn)動
C.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動瞬時(shí)速度方向時(shí)刻都在變化，所以它是變加速運(yùn)動
D.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動的加速度為重力加速度，所以它的速度變化量方向豎直向下
v0
g
勻變速曲線運(yùn)動
△v=g△t
練習(xí)1
對于拋體運(yùn)動的認(rèn)識，下列說法錯誤的是（ ）
A.所有的拋體運(yùn)動都是勻變速運(yùn)動
B.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動只受重力，所以它是勻加速運(yùn)動
C.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動瞬時(shí)速度方向時(shí)刻都在變化，所以它是變加速運(yùn)動
D.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動的加速度為重力加速度，所以它的速度變化量方向豎直向下
練習(xí)1
對于拋體運(yùn)動的認(rèn)識，下列說法錯誤的是（C）
A.所有的拋體運(yùn)動都是勻變速運(yùn)動
B.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動只受重力，所以它是勻加速運(yùn)動
C.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動瞬時(shí)速度方向時(shí)刻都在變化，所以它是變加速運(yùn)動
D.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動的加速度為重力加速度，所以它的速度變化量方向豎直向下
練習(xí)2
在研究“平拋運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中，(1)圖1是橫檔條，卡住平拋小球，小球會在紙上打下點(diǎn)跡（坐標(biāo)紙后有復(fù)寫紙），則坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端時(shí)的_______ ．
A．球心 B．球的上端 C．球的下端
（2）在此實(shí)驗(yàn)中，下列說法錯誤的是___
A．斜槽軌道必須光滑
B．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
C．用光滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來
D．y軸的方向根據(jù)重垂線確定
練習(xí)2
在研究“平拋運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中，(1)圖1是橫檔條，卡住平拋小球，小球會在紙上打下點(diǎn)跡（坐標(biāo)紙后有復(fù)寫紙），則坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端時(shí)的___C____ ．
A．球心 B．球的上端 C．球的下端
（2）在此實(shí)驗(yàn)中，下列說法錯誤的是_AC__
A．斜槽軌道必須光滑
B．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
C．用光滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來
D．y軸的方向根據(jù)重垂線確定
（3）圖2是利用圖1裝置拍攝小球做平拋運(yùn)動的頻閃照片，
由照片可以判斷實(shí)驗(yàn)操作錯誤的是____ ．
A．釋放小球時(shí)初速度不為零
B．釋放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切線不水平
（3）圖2是利用圖1裝置拍攝小球做平拋運(yùn)動的頻閃照片，
由照片可以判斷實(shí)驗(yàn)操作錯誤的是__C__ ．
A．釋放小球時(shí)初速度不為零
B．釋放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切線不水平
（4）圖3是利用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動軌跡的裝置，其中正確的是_______．
（4）圖3是利用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動軌跡的裝置，其中正確的是___B____．
練習(xí)3
在實(shí)驗(yàn)操作前應(yīng)該對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治觯芯科綊佭\(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖．小球每次都從斜槽的同一位置無初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出．改變水平板的高度，就改變了小球在板上落點(diǎn)的位置，從而可描繪出小球的運(yùn)動軌跡．某同學(xué)設(shè)想小球先后三次做平拋，將水平板依次放在如圖1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距．若三次實(shí)驗(yàn)中，小球從跑出點(diǎn)到落點(diǎn)的水平位移依次是x1，x2， x3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是（ ）
A．x2- x1= x3-x2
B．x2- x1>x3- x2
C．x2- x1< x3-x2
D．不確定
練習(xí)3
在實(shí)驗(yàn)操作前應(yīng)該對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治觯芯科綊佭\(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖．小球每次都從斜槽的同一位置無初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出．改變水平板的高度，就改變了小球在板上落點(diǎn)的位置，從而可描繪出小球的運(yùn)動軌跡．某同學(xué)設(shè)想小球先后三次做平拋，將水平板依次放在如圖1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距．若三次實(shí)驗(yàn)中，小球從跑出點(diǎn)到落點(diǎn)的水平位移依次是x1，x2， x3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是（ ）
A．x2- x1= x3-x2
B．x2- x1>x3- x2
C．x2- x1< x3-x2
D．不確定
練習(xí)4
如圖所示的平拋運(yùn)動軌跡上，若遺漏了平拋軌跡的起始點(diǎn) ，可按下述方法處理數(shù)據(jù)：在軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和CD的豎直間距分別為y1和y2，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，下列說法正確的是（ ）
A．根據(jù)以上信息無法確定小球平拋的起始點(diǎn)
B．小球平拋的初速度大小為
C．
D．
三點(diǎn)間水平位移相等，則時(shí)間相等，設(shè)為T，則由
水平方向 ：
豎直方向：
解得:
x=v0t
練習(xí)4
如圖所示的平拋運(yùn)動軌跡上，若遺漏了平拋軌跡的起始點(diǎn) ，可按下述方法處理數(shù)據(jù)：在軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和CD的豎直間距分別為y1和y2，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，下列說法正確的是（ BC ）
A．根據(jù)以上信息無法確定小球平拋的起始點(diǎn)
B．小球平拋的初速度大小為
C．
D．
練習(xí)5
三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了探究平拋運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)：
（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地。改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明______；
練習(xí)5
三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了探究平拋運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)：
（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地。改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明__平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動 ____；
（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置，兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看做與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道末端的水平初速度v0相等。現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球能以相同的初速度，同時(shí)分別從軌道M、N的末端射出。實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是______。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明______；
（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置，兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看做與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道末端的水平初速度v0相等。現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球能以相同的初速度，同時(shí)分別從軌道M、N的末端射出。實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是_P球擊中Q球_____。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動__；
（3）丙同學(xué)采用頻閃照相法拍攝到圖三“小球做平拋運(yùn)動”的照片，圖中每個(gè)小方格的邊長為2.5cm，分析可知，最上方的影像————（填“是”或“不是”）平拋運(yùn)動的起點(diǎn)。
（3）丙同學(xué)采用頻閃照相法拍攝到圖三“小球做平拋運(yùn)動”的照片，圖中每個(gè)小方格的邊長為2.5cm，分析可知，最上方的影像—不是———（填“是”或“不是”）平拋運(yùn)動的起點(diǎn)。
練習(xí)6
某同學(xué)在做平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖所示的
小球運(yùn)動軌跡， a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動
軌跡上已標(biāo)出。（g取10m/s2）
①小球平拋運(yùn)動的初速度為____ m/s。
②小球運(yùn)動到b點(diǎn)時(shí)，在y方向的分速度為___ m/s。
③拋出點(diǎn)坐標(biāo)x =___cm，y=___cm。
坐標(biāo)原點(diǎn)不是平拋運(yùn)動的初始點(diǎn)：兩個(gè)方向、一個(gè)點(diǎn)
練習(xí)6
某同學(xué)在做平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖所示的
小球運(yùn)動軌跡， a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動
軌跡上已標(biāo)出。（g取10m/s2）
①小球平拋運(yùn)動的初速度為__ 2__ m/s。
②小球運(yùn)動到b點(diǎn)時(shí)，在y方向的分速度為_ 1.5__ m/s。
③拋出點(diǎn)坐標(biāo)x = -10 __cm，y=_-1.25__cm。
某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示，A是一塊水平木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽（圖中P0P0′、P1P1′……），槽間距離均為d。把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在平面硬板B上。實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板豎直插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放。每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d。實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)，O點(diǎn)為硬板B插入P0P0′時(shí)，小球打下的痕跡點(diǎn)。以O(shè)為原點(diǎn)，水平和豎直方向?yàn)閤、y軸方向，建立坐標(biāo)系，如圖乙所示。
練習(xí)
7
某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示，A是一塊水平木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽（圖中P0P0′、P1P1′……），槽間距離均為d。把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在平面硬板B上。實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板豎直插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放。每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d。實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)，O點(diǎn)為硬板B插入P0P0′時(shí)，小球打下的痕跡點(diǎn)。以O(shè)為原點(diǎn)，水平和豎直方向?yàn)閤、y軸方向，建立坐標(biāo)系，如圖乙所示。
練習(xí)
7
(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對斜軌道反復(fù)調(diào)節(jié)，直到______，每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放，是為了保證小球每次做平拋運(yùn)動的______相同；
(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了______；
(3)在圖乙中繪出小球做平拋運(yùn)動的軌跡______。
(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對斜軌道反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_斜軌道末端切線水平_____，每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放，是為了保證小球每次做平拋運(yùn)動的____相同；
(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了_____；
(3)在圖乙中繪出小球做平拋運(yùn)動的軌跡______。
(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對斜軌道反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_斜軌道末端切線水平_____，每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放，是為了保證小球每次做平拋運(yùn)動的__初速度____相同；
(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了___；
(3)在圖乙中繪出小球做平拋運(yùn)動的軌跡______。
(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對斜軌道反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_斜軌道末端切線水平_____，每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放，是為了保證小球每次做平拋運(yùn)動的__初速度____相同；
(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了_保持記錄紙上每兩點(diǎn)之間的水平距離相同且記錄物體在水平方向的運(yùn)動_____；
(3)在圖乙中繪出小球做平拋運(yùn)動的軌跡______。
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