高中物理第五章曲线运动3实验：研究平抛运动教学案人教版

?5＋3?×0.05 m22

(3)竖直方向：B点的竖直分速度vBy＝＝2 m/s，又由vB＝v0＋vBy，得vB＝

2T2.5m/s.

1.(实验操作)在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，下列图中所示坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是( )

答案 C

2.(探究平抛运动的特点)两个同学根据不同的实验条件，进行了“研究平抛运动”的实验：

图7

(1)甲同学采用如图7甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时

B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时

的速度，两球仍然同时落地，这说明

__________________________________________________________________.

(2)乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看做与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、

Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是________________________.仅仅改变弧形轨道M的

高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明

________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

答案 (1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 (2)P球击中Q球 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动

解析 (1)通过对照实验，说明两球具有等时性，由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.

(2)两球在水平轨道上相遇，水平方向运动情况相同，说明平抛运动的水平分运动是匀速直线

5 / 10

运动.

3.(实验操作及速度的计算)如图8所示，在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：

图8

A.让小球多次从________释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图中a、b、c、d所示.

B.安装好器材，注意________，记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线. C.取下方格纸，以O为原点，以水平线为x轴，竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹.

(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上. (2)上述实验步骤的合理顺序是____________.

(3)已知图中小方格的边长L＝1.25 cm，则小球平抛的初速度为v0＝________(用L、g表示)，其值是________.(取g＝9.8 m/s)

(4)b点的速度vb＝________.(用L、g表示) 答案 (1)同一位置静止 斜槽末端切线水平 5

(2)BAC (3)2Lg0.7 m/s (4)Lg

2

解析 (1)这种方法，需让小球重复同一个平抛运动多次，才能记录出小球的一系列位置，故必须让小球每次由同一位置静止释放.斜槽末端切线水平，小球才会做平抛运动. (3)由Δy＝aT得两点之间的时间间隔T＝据得v0＝0.7 m/s.

3L3Lg22

(4)vby＝＝，由vb＝vby＋v0

2T2得vb＝

9Lg5

＋4Lg＝Lg. 42

2

2

L2L，所以小球的初速度v0＝＝2Lg，代入数gT课时作业

一、选择题(1～4为单项选择题，5为多项选择题)

1.利用如图1所示的装置研究平抛运动的特点，让小球多次沿同一轨迹运动，通过描点法画

6 / 10

小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面说法不正确的是( )

图1

A.通过调节使斜槽的末端保持水平 B.每次释放小球的位置必须不同

C.每次必须在斜槽上的同一位置由静止释放小球 D.小球运动时不应与木板上的白纸(或坐标纸)相接触 答案 B

解析 要使小球做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，A正确.要使小球每次抛出的初速度相等，释放小球时必须在斜槽上同一位置由静止释放，B不正确，C正确.小球离开轨道后，仅受重力作用，不能有摩擦，D正确.

2.在“研究平抛运动”的实验中，为了求小球做平抛运动的初速度，需直接测的数据有( ) ①小球开始滚下的高度 ②小球在空中飞行的时间 ③运动轨迹上某点P的水平坐标 ④运动轨迹上某点P的竖直坐标 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 答案 C

12

解析 由平抛运动规律，竖直方向y＝gt，水平方向x＝v0t，因此v0＝x2

g，可见只要2y测得轨迹上某点P的水平坐标x和竖直坐标y，就可求出初速度v0，故C项正确.

3.描述做平抛运动的物体在竖直方向上的速度vy(取向下为正)随时间变化的图象是图中的( )

答案 D

解析 平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，竖直方向上的速度随时间均匀增大，故选项D正确.

4.如图2所示，在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌面飞出后做平抛运动.用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度( )

7 / 10

图2

A.钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度 B.水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离 C.钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离 D.钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离 答案 B

12

解析 钢球沿桌面飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律得y＝gt，x＝v0t，联立解得v0

2＝xg，故要求出钢球离开水平桌面时的速度，需测量水平桌面的高度y、钢球落地点与2y桌边的水平距离x，B项正确.

5.在做“研究平抛运动”实验时，下列说法正确的是( ) A.安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平 B.安装有斜槽的木板时，只要注意小球不与木板发生摩擦即可 C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放

D.实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动水平分运动的规律 答案 ACD 二、非选择题

6.如图3甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图.

图3

(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的.

(2)固定斜槽轨道时应注意使________________________________________________. (3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________________________________________________________________________. (4)计算小球平抛初速度的公式v0＝________，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝______ m/s.(g取9.8 m/s) 答案 (1)见解析

8 / 10

2