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5.3 實驗：研究平拋運動 學案（人教版必修2）


1．描繪平拋運動的軌跡常用的有以下幾種方法：
(1)利用實驗室的斜面小槽等器材．鋼球從斜槽上滾下，沖過水平槽飛出后做__________
運動，每次鋼球都應(yīng)從斜槽上的____________滾下．用鉛筆描出小球經(jīng)過的________．通
過多次實驗，在豎直白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的________，連起來就得到鋼球做平拋運動
的軌跡．
(2)用細水柱顯示平拋運動的軌跡．水從________的管口噴出，在空中形成彎曲的細水柱，
設(shè)法把細水柱所顯示的________運動的軌跡描在紙上．
(3)用________相機或________攝像機記錄平拋運動的軌跡．
2．判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線的方法：用刻度尺測量某點的x、y兩個坐標，代
入________，求出a的數(shù)值，再選取其他的點，進一步求a的______，若求得的結(jié)果相
同，則說明平拋運動的軌跡是__________．
3．利用描跡法描出小球的運動軌跡，建立坐標系，測出軌跡曲線上某一點的坐標x和y，
根據(jù)公式：x＝__________和y＝________，就可求得v0＝xg2y，即為小球做平拋運動
的初速度．
4．在做“研究平拋運動”的實驗時，可以通過描點法畫出小球的平拋運動軌跡，并求出
平拋運動的初速度．實驗裝置如圖1所示．

圖1
(1)實驗時將固定有斜槽的木板放在實驗桌上，實驗前要檢查木板是否水平，請簡述你的
檢查方法：____________________________________.
(2)關(guān)于這個實驗，以下說法正確的是(　　)
A．小球釋放的初始位置越高越好
B．每次小球要從同一高度由靜止釋放
C．實驗前要用重垂線檢查坐標紙上的豎直線是否豎直
D．小球的平拋運動要靠近但不接觸木板

【概念規(guī)律練】
知識點一　儀器的選擇及操作
1．在做“研究平拋運動”實驗時，(1)除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是________．
A．游標卡尺 B．秒表
C．坐標紙 D．天平
E．彈簧秤 F．重垂線
(2)實驗中，下列說法正確的是________．
A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下
B．斜槽軌道必須光滑
C．斜槽軌道末端可以不水平
D．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當多一些
E．為了比較準確地描出小球運動的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點連接起來
2．在“探究平拋運動的運動規(guī)律”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗簡
要步驟如下：
A．讓小球多次從__________________位置滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置．
B．按圖2安裝好器材，注意____________________________________，記下平拋初位
置O點和過O點的豎直線．

圖2
C．取下白紙，以O(shè)為原點，以豎直線為y軸建立坐標系，用平滑曲線畫平拋運動物體
的軌跡．
完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上．
知識點二　實驗注意事項
3．在用斜槽軌道做“研究平拋運動的規(guī)律”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通
過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡．為了能夠較準確地描出其運動軌跡，下面列出了
一些操作要求，其中正確的是(　　)
A．通過調(diào)節(jié)斜槽使其末端切線水平
B．每次釋放小球的位置可以不同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
【方法技巧練】
一、平拋運動初速度的求解方法
4.

圖3
如圖3所示，A、B是兩塊豎直放置的薄紙片，子彈以水平速度穿過A后再穿過B，在兩
塊紙片上穿的兩個洞高度差為h，A、B間水平距離為L，則子彈穿過A時的速度是：
__________.
5．圖4甲是研究平拋運動的實驗裝置圖，圖乙是實驗后在白紙上作的圖和測得的數(shù)據(jù)．

圖4
(1)圖乙上標出了O點及Ox、Oy軸，請說明這兩條坐標軸是如何作出的；
(2)說明判斷槽口切線是否水平的方法；
(3)實驗過程中需經(jīng)過多次釋放小球才能描繪出小球運動的軌跡，進行這一實驗步驟時應(yīng)
注意什么？
(4)根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù)，計算此平拋運動的初速度v0.


二、創(chuàng)新實驗的設(shè)計方法
6.

圖5
試根據(jù)平拋運動原理設(shè)計“測量彈射器彈丸出射初速度”的實驗方案．提供的實驗器材
為彈射器(含彈丸，見圖5)、鐵架臺(帶有夾具)、米尺．
(1)畫出實驗示意圖；




(2)在安裝彈射器時應(yīng)注意________________________________；
(3)實驗中需要測量的量(并在示意圖中用字母標出)為______________；
(4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實驗中應(yīng)采取的方法是
________________________________________________________________________；
(5)計算公式為_________________________________________________．
7．如圖6所示，用底部帶孔的玻璃試管和彈簧可以組裝一個簡易“多功能實驗器”，利
用該實驗器，一方面能測彈簧的勁度系數(shù)，另一方面可測量小球做平拋運動的初速度．


圖6
(1)用該裝置測量彈簧勁度系數(shù)k時需要讀出幾次操作時的________________和
________________，然后由公式____________________求出k的平均值．
(2)使用該裝置測量小球的初速度時，需要多次將彈簧的右端壓到______(填“同一”或
“不同”)位置．然后分別測出小球幾次飛出后的____________和________________，再
由公式________________求出初速度的平均值．

參考答案
課前預(yù)習練
1．(1)平拋　同一位置　位置　位置　(2)水平　平拋　(3)數(shù)碼　數(shù)碼
2．y＝ax2　值　拋物線
3．v0t　12gt2
4．(1)將小球放在槽的末端任一位置(或木板上)，看小球能否靜止(或用水平儀檢查木板是否水平)　(2)BCD
解析　(1)小球放在槽的末端任一位置都靜止，說明末端切線水平．
(2)下落高度越大，初速度越大，一是位置不好用眼捕捉觀察估測，二是坐標紙上描出的軌跡圖線太靠上邊，坐標紙利用不合理，A錯誤；每次從同一高度釋放，保證小球每次具有相同的水平速度，B正確；木板要豎直且讓球靠近但不接觸木板，以減少碰撞和摩擦，C、D正確．
課堂探究練
1．(1)CF　(2)AD
解析　本題考查的是儀器的選擇和實驗的注意事項．實驗還需要的器材是坐標紙和重垂線，描出的軌跡在坐標紙上，方便數(shù)據(jù)處理，重垂線是用來確定豎直木板是否豎直并確定縱坐標的．做平拋運動的實驗時，斜槽末端必須水平，以保證小球做平拋運動，使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描畫小球運動軌跡時，應(yīng)用平滑的曲線連點，偏離軌跡較遠的點可舍去．
點評　注意事項口訣：斜槽末端要水平，每次放球位置同，確定小球位置準，描得軌跡方才行．
2．A.斜槽上的相同　B．斜槽末端切線水平，方木板豎直且與小球運動軌跡所在豎直面平行
解析　為保證小球的運動軌跡相同，應(yīng)使小球每次做平拋運動的初速度相同，所以應(yīng)讓小球每次都從斜槽上的相同位置滾下，安裝器材時應(yīng)注意使斜槽末端水平，方木板豎直且板面與斜槽末端切線平行緊靠斜槽末端放置．
3．ACD　[因為平拋運動要求物體在拋出時必須只具有水平方向的速度，因此必須保證斜槽末端水平，故A正確；在用描點法做平拋運動的軌跡時，每次只能描出一個點，應(yīng)讓小球多次沿同一軌道做同樣的平拋運動，因此每次必須從同一位置由靜止釋放小球，故B錯誤而C正確；小球在下落過程中不能與白紙(或方格紙)相接觸，否則由于摩擦或碰撞會改變小球平拋運動的軌跡，所以D正確．]
4．Lg2h
解析　子彈在兩紙片間做平拋運動．因此：L＝vt，h＝12gt2.解方程可得：v＝Lg2h.
點評　根據(jù)平拋運動的分運動的等時性，將兩個分運動聯(lián)立求解即可求得初速度v.
5．見解析
解析　(1)利用拴在槽口處的重垂線作出Oy軸，Ox軸與Oy軸垂直，O點在槽口上方r(小球半徑)處．
(2)將小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滾也不向外滾，說明槽口末端是水平的．
(3)應(yīng)注意使小球每次都從軌道同一位置由靜止釋放．
(4)利用B點進行計算，由y＝gt22，代入數(shù)據(jù)得：
t＝2yg＝0.30 s，v0＝xt＝1.6 m/s.
6．見解析
解析　根據(jù)研究平拋運動的實驗和平拋運動的原理，可知使彈丸做平拋運動，通過測量下落高度可求出時間，再測出水平位移可求出平拋的初速度．

(1)實驗示意圖如圖所示：
(2)彈射器必須保持水平；
(3)彈丸下降高度y和水平射程x；
(4)在不改變高度y的條件下進行多次實驗，測量水平射程x，得出水平射程x的平均值x，以減小誤差；
(5)因為y＝12gt2，所以t＝2yg
又因x＝v0t，故v0＝xt＝x2yg＝xg2y.
7．(1)彈簧測力計的示數(shù)F　彈簧的伸長量Δx　k＝FΔx
(2)同一　水平位移s　豎直高度h　v0＝sg2h


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