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(共35張PPT)
實驗五　探究平拋運動的特點
2.實驗步驟
（1）按實驗原理圖甲安裝實驗裝置，使斜槽末端　　　　.
（2）以水平槽末端端口上小球球心位置為坐標原點O，過O點畫出豎直的y軸和水平的x軸.
（3）使小球從斜槽上　　　 　由靜止滾下，把筆尖放在小球可能經過的位置上，如果小球運動中碰到筆尖，就用鉛筆在該位置畫上一點.用同樣方法，在小球運動路線上描下若干點.
（4）將白紙從木板上取下，從O點開始連接畫出的若干點，描出一條平滑的曲線，如實驗原理圖乙所示.
水平
同一位置
3.誤差和注意事項
（1）斜槽末端沒有調節成水平狀態，導致初速度不水平會產生誤差.
（2）固定木板時，木板必須處在豎直平面內且與小球運動軌跡所在的豎直平面平行，固定時要用鉛垂線檢查坐標紙豎線是否豎直.
（3）小球每次從斜槽上的同一位置由靜止釋放，為此，可在斜槽上某一位置固定一個擋板.
（4）坐標原點不是槽口的端點，應是小球出槽口時球心在木板上的投影點.
命題一　課標教材原型實驗　［基礎考查］
例1　某同學利用圖甲所示裝置研究平拋運動的規律.實驗時該同學使用頻閃儀和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔0.05 s發出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖乙所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）.
圖中的背景是放在豎直平面內的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為5cm.該同學在實驗中測得的小球影像的高度差已經在圖乙中標出.
完成下列填空：（結果均保留2位有效數字）
（1）小球運動到圖乙中位置A時，其速度的水平分量大小為　　　　m/s，豎直分量大小為　　　　m/s.
（2）根據圖乙中數據可得，當地重力加速度的大小為　　　　　m/s2.
1.0　
2.0
9.7
變式1　圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖，重力加速度g取10 m/s2.
（1）（多選）為保證實驗的順利進行，下列必要的操作是　　　　　.
A.斜槽必須盡可能光滑
B.釋放小球的位置必須相同
C.斜槽末端必須水平
BC
（2）某次實驗后收集到的數據方格紙如圖乙所示，已知方格紙每個方格邊長為5cm，A、B、C分別為小球運動的三個位置.則小球平拋的初速度大小為　　　　m/s，小球在B點的速度大小為　　　　m/s.（結果均保留2位有效數字）
（3）若已知A為坐標原點即坐標為（0，0）、B點坐標為（15，15）、C點坐標為（30，40），則該小球的拋出點坐標為　　 　，小球
　　　（填“能”或“不能”）通過坐標（45，65）.
1.5
2.5
（-15，-5）　
不能
【解析】（1）需要畫同一運動的軌跡，則需要從同一位置靜止釋放小球，若軌道粗糙，每次經歷了一樣的摩擦階段，還是同一個運動，不會產生實驗誤差，故對斜槽是否光滑無要求，故A錯誤；為了保證小球每次平拋運動的初速度相等，讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，故B正確；為了保證小球的初速度水平，斜槽末端需保持水平，故C正確.
命題二　拓展創新實驗　［能力考查］
例2　在地球上用如圖甲所示裝置探究平拋運動的規律.懸點O正下方P點處有水平放置的刀片，當懸線擺至P點處時能輕易被割斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運動.現對小球采用頻閃數碼照相機連續拍攝.在有坐標紙的背景屏前，拍下了小球在平拋運動過程中的多張照片，經合成后，照片如圖乙所示.a、B、C、D為連續四次拍下的小球位置，已知照相機連續拍照的時間間隔是0.10 s.照片大小如圖中坐標所示，又知該照片的長度與實際背景屏的長度之比為5∶12，則：
（1）由已知信息，可知a點　　　　　（填“是”或“不是”）小球的拋出點.
（2）由已知信息，若不計其他阻力，可以算出小球做平拋運動的初速度是　　 　m/s.（保留兩位有效數字）
（3）由已知信息，可以推算出地球表面的重力加速度為　　 　m/s2（保留兩位有效數字）.
不是
0.96
9.6
變式2　用如圖甲所示的裝置研究平拋運動，在水平桌面上放置一個斜面，每次都讓小鋼球從斜面上的同一位置滾下，滾到桌邊后鋼球便做平拋運動打在豎直墻壁上，把白紙和復寫紙貼在墻上，就可以記錄小鋼球的落點.改變桌子和墻的距離，就可以得到多組數據.已知四次實驗中桌子右邊緣離墻的水平距離分別為10cm、20cm、30cm、40cm，在白紙上記錄的對應落點分別為A、B、C、D，如圖乙所示.則B、C、D三點到A點的距離之比為 （　　）
A.4∶9∶16　　 B.3∶8∶15
C.3∶5∶7　　 D.1∶3∶5
B
知識鞏固練
1.三個同學根據不同的實驗裝置，進行了“探究平拋運動的特點”的實驗：
（本欄目對應學生用書P371~372）
（1）甲同學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B球被松開自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明_________________________________________________.
平拋運動在豎直方向上是自由落體運動
（2）乙同學采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖乙所示的小球做平拋運動的照片，小球在平拋運動中的幾個位置如圖中的a、B、C、D所示，圖中每個小方格的邊長為L=2.5cm，則該小球經過B點時的速度大小vB=　　　m/s.（結果保留3位有效數字，g取10 m/s2）
1.25　
（2）乙同學采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖乙所示的小球做平拋運動的照片，小球在平拋運動中的幾個位置如圖中的a、B、C、D所示，圖中每個小方格的邊長為L=2.5cm，則該小球經過B點時的速度大小vB=　　　m/s.（結果保留3位有效數字，g取10 m/s2）
A
2.某學習小組用實驗探究平拋運動規律.
（1）甲同學采用如圖甲所示的裝置.用兩個相同的弧形軌道M、N分別于C、D發射小鐵球P、Q，其中M、N的末端與光滑水平面相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D，調節電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，現將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，切斷電源，使兩小鐵球同時分別從軌道M、N的下端射出.實驗可觀察到P、Q落地時的現象應是　　　　.
A.P在Q前　B.P在Q后　C.P擊中Q
C
保持AC=BD，僅僅改變弧形軌道M在豎直方向的位置，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現象，這說明_______________________________.
平拋運動水平方向是勻速直線運動
（2）乙同學采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖乙所示的“小球做平拋運動”的照片.圖中每個小方格的邊長為2.5cm，該小球做平拋運動的初速度大小為　　　　m/s.（g取10 m/s2）
1
3.如圖所示是某種“研究平拋運動”的實驗裝置：
（1）當a小球從斜槽末端水平飛出時與B小球離地面的高度均為H，此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放B小球，最終兩小球同時落地，改變H大小，重復實驗，a、B仍同時落地，該實驗結果可表明　　　　.
A.兩小球落地速度的大小相同
B.兩小球在空中運動的時間相等
C.a小球在豎直方向的分運動與B小球的運動相同
D.a小球在水平方向的分運動是勻速直線運動
BC
（2）利用該實驗裝置研究a小球平拋運動的速度，從斜槽同一位置釋放小球，實驗得到小球運動軌跡中的三個點A、B、C，如圖所示，圖中O為拋出點且為兩坐標軸交點，坐標xB=40cm， yB=20cm，則a小球水平飛出時的初速度大小v0=　　　　m/s，平拋小球在B處的瞬時速度的大小vB=
　　　　 m/s.（g取10 m/s2，以上計算結果均保留兩位有效數字）
2.0
2.8
4.根據把復雜的曲線運動分解為兩個相對簡單的直線運動的思路，平拋運動可以看作是在豎直方向和水平方向的兩個分運動的合運動.為了研究平拋運動的特點，用頻閃照相的方法記錄做平拋運動的小球每隔相等時間T的位置，如圖甲所示.以左邊第一個小球（平拋起始點）的中心為原點，沿水平向右和豎直向下的方向建立直角坐標系，用平滑曲線把這些位置點連接起來，如圖乙所示，其中M1、M2、M3……分別為圖甲中記錄的小球的位置.已知重力加速度為g.
（1）根據　　　　　　　　　 　　可以判斷小球在水平方向上做
　　　　　　運動.
（2）有同學進一步猜測，小球在豎直方向做自由落體運動，請你利用題中所給信息，提出一種判斷該同學的猜測是否成立的方　 .
（3）若（2）中猜測成立，測得某小球中心點的橫坐標為x，縱坐標為y，據此可以計算出小球的初速度大小為　　　　　　.
相鄰兩點間的水平距離相等
勻速直線
5.（2024年肇慶模擬）甲同學利用留跡法做平拋運動實驗，在飲料瓶側面開一小孔，讓水流水平射出，并用照相機拍下了某時刻的水柱軌跡，沖洗后的照片和實物的尺寸比例為1∶4.利用部分軌跡在水平方向和豎直方向建立坐標軸（如圖甲），取軌跡上三個點A、B和C點的坐標分別為（0，0）、（2.5cm，2.5cm）和（5.0cm，7.5cm），重力加速度g取10 m/s2.通過處理實驗數據可得：
（1）該時刻水柱初速度大小為　　　m/s.
（2）水柱上B點的速度大小為　　　m/s.
1　

0.5
0.25

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