第2章 第3节　科学探究平抛运动的特点（课件 学案）高中物理 鲁科版（2019）必修 第二册

第3节　科学探究：平抛运动的特点 一、实验目的 1.描绘物体做平抛运动的轨迹并分析其特点。 2.根据平抛运动的轨迹求平抛初速度。 二、实验器材 　斜槽、小球、木板、铅垂线、坐标纸、图钉、刻度尺、铅笔（或卡孔）等。 三、实验原理与设计 　将斜槽等器材安装起来，实验装置如图所示。小球从斜槽上滚下，通过水平槽飞出后做平抛运动。使小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放，小球在空中做平抛运动的轨迹相同。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过多次实验，在坐标纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑的曲线将各点连起来，从而得到小球做平抛运动的轨迹。 根据平抛运动的公式x＝v0t和y＝gt2，可求出小球做平抛运动的初速度。 四、实验步骤 1.用图钉把坐标纸钉在竖直木板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端保持水平。 2.用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近，固定好木板。 3.把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线。 4.将小球从斜槽上合适的位置由静止释放，使小球的运动轨迹大致经过坐标纸的右下角。 5.把笔尖放在小球可能经过的位置，如果小球运动中碰到笔尖，用铅笔在坐标纸该位置画上一点。用同样的方法，从同一位置释放小球，在小球运动路线上描下若干点。 五、数据分析 1.根据实验记录，在坐标纸上描绘小球平抛运动的轨迹。 2.在平抛运动轨迹上选取几个水平间距相等的测量点，测出并计算相应物理量填入你设计的表格中。 3.观察描出的轨迹，与你熟悉的曲线进行比较，猜想y与x的关系，作出y-x2图像，验证你的猜想。 六、注意事项 1.木板固定：木板必须处于竖直平面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 2.释放小球 （1）小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。 （2）小球开始滚下的位置高度要适当，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。 3.坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的水平投影点。 4.斜槽轨道的摩擦对轨迹的影响：斜槽轨道是否光滑，对平抛运动轨迹的描绘无影响。 七、与平抛运动轨迹有关的计算 1.抛出点已知，求解初速度时，由x＝v0t和y＝gt2得v0＝x。 2.抛出点未知，求解初速度时，由Δy＝gT2和x0＝v0T得v0＝x0。 3.找抛出点的方法： 如图所示，先求物体在B点的竖直分速度，vBy＝，故B点距抛出点的竖直距离yB＝，物体从抛出点落到B点所用的时间为tB＝，故B点距抛出点的水平距离xB＝v0tB，从而找出抛出点的位置。 题型一　实验原理与操作 【典例1】　（1）在“探究平抛运动的特点”的实验中，可以描绘出平抛物体运动的轨迹和求出物体做平抛运动的初速度，实验简要步骤如下： A.让小球多次从同一位置由静止滚下，记下小球经过白纸的一系列位置 B.安装好器材，注意调节斜槽末端水平和平板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在白纸上的投影O点和过O点的竖直线 C.测出曲线上某点的坐标x、y，用v0＝x 计算出该小球做平抛运动的初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值 D.取下白纸，以O为原点，以竖直方向为y轴，水平方向为x轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线连接，画出小球的平抛运动轨迹 你认为该实验合理的实验步骤顺序应为：（只填写步骤顺序代表字母）　　　　。 （2）在该实验中，某同学以抛出点为坐标原点，初速度方向为x轴的正方向，竖直向下为y轴的正方向，建立一个直角坐标系xOy，如图所示，轨迹上点A的坐标为（14.0 cm，20.0 cm），重力加速度g取10 m/s2，则该小球抛出时的水平初速度大小为　　　m/s。 尝试解答 　在“探究平抛运动的特点”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要 ... ...