中小学教育资源及组卷应用平台 5.3 实验：探究平抛运动的特点 1.明确抛体运动和平抛运动的特点，会用运动分解的方法研究平抛运动 2.会描绘平抛运动的轨迹。 3.会根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平和整直分运动的特点。 4.探究平抛运动的特点，了解获取及处理实验数据的方法。 知识点一：抛体运动和平抛运动 1.抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用的运动. 2.平抛运动的特点 （1）初速度方向：初速度沿水平方向。 （2）受力特点：只受重力作用（或加速度a=g，方向竖直向下） （3）运动性质：匀变速曲线运动。 2.研究平抛运动的思路与方法 平抛运动的轨迹是曲线，可以把平抛运动看作竖直方向的分运动和水平方向的分运动的合运动，分别研究物体在竖直方向和水平方向的运动特点 3.科学建模 由运动的独立性推测平抛运动在两个方向上的分运动 （1）水平方向：初速度，加速度ax=0，则平抛运动在水平方向的分运动应是匀速直线运动。 （2）竖直方向:初速度，加速度ay=g，则平抛运动在竖直方向的分运动应是自由落体运动。 （1）忽略空气阻力，只考虑重力的作用；（2）有不为0的初速度。 知识点二：实验：探究平抛运动的特点 【实验步骤】 1.按图甲所示安装实验装置,使斜槽末端水平。 2.以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。 3.使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点。用同样方法,在小球运动路线上描下若干点。 4.将白纸从木板上取下,从O点开始将画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示。 [交流讨论] 【数据处理】 1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线: (1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后,轨迹上各点的坐标满足y=ax2的关系,且同一轨迹上a是一个特定的值。 (2)验证方法: 方法一:代入法。 用刻度尺测量几个点的x、y坐标,分别代入y=ax2中求出常数a,看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数。 方法二:图像法。 建立y -x2坐标系,根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值,在y -x2坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a值。 2.计算平抛运动的初速度: (1)平抛轨迹完整(即含有抛出点): 在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y,就可求出初速度v0。因x=v0t,y=gt2,故v0=x。 (2)平抛轨迹残缺(即无抛出点): 如图所示,在轨迹上任取三点A、B、C,使A、B间及B、C间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知,A、B间与B、C间所用时间相等,设为t,则Δh=hBC-hAB=gt2 所以t=,所以初速度v0==x。 知识点三：比较法探究竖直方向分运动的特点 1、实验步骤 （1）在下图所示的实验装置中，用小锤击打弹簧片时，被夹住的球B释放后做自由落体运动，球A被水平弹出做平抛运动。 （2）观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音发现两球同时落地，说明自由落体运动的小球B和平抛运动的小球A在空中运动的时间相等 改变小球距地面的高度和小锤击打的力度（即改变球 A 的初速度），发现两球总是同时落地，说明两球在空中运动的时间总是相等。 2、实验结论 平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。 知识点四：比较法探究竖直方向分运动的特点 3、实验装置 将平抛运动实验仪器置于桌面上，使轨道的末端水平，靠近轨道未端的面板处于竖直平面内，在竖直板上固定白纸和复写纸，小球落在挡板上时在白纸上留下痕迹，据此确定小球抛出后经过的不同位置。 4、实验步骤 （1）小球从斜槽上某一确定位置无初速度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与竖直板平行，在竖直板上可以记录小球碰到挡板时的位 ... ...
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