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第3节　 科学探究：平抛运动的特点
第二章　抛体运动
教学目标
复习回顾：
1.什么是平抛运动
初速度沿水平方向只受重力作用的运动
2.平抛运动可以分解为哪两个分运动
3.平抛运动的轨迹有什么特点
水平方向上的匀速直线运动
竖直方向上的自由落体运动
(1)描绘出平抛物体的运动轨迹；
(2)求出平抛运动物体的初速度。
科学探究：平抛运动的特点
一、实验目的
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。
斜 槽
小 球
白 纸
木 板
铅垂线
铁架台
二、实验器材
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。
三、实验原理
1.如何检验水平槽是否水平？
将小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滚动，也不向外滚动，说明槽口的末端是水平的。
2.为什么要强调小球每次都要从同一位置无初速释放？
为了让小球有相同的水平初速度，如果水平初速度不同，小球每次平抛的轨迹就不同，会增大实验误差。
问题与思考
O
O′
坐标原点（平抛起点）
3.如何建立坐标系？
利用拴在槽口处的重锤线画出y轴，x轴与y轴垂直。
4.如何选取坐标原点？
坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。
问题与思考
1、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线保持水平。
四、实验步骤
2、调整木板: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、确定坐标轴：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，O即为坐标原点（不是槽口端点），再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线，即y轴，用三角板画出水平方向的x轴；
O
y
坐标原点（平抛起点）
4、确定小球释放点：选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放，使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角；
5、描绘运动轨迹: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,然后将这些点用平滑曲线描绘出来.
取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
五、数据分析
x
y
o
O
y
x
A4
A3
A2
A1
M4
M3
M2
M1
y3
假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足y=ax2 。测出轨迹上某点的坐标(x、y)，带入y=ax2中求出a，就可知道代表这个轨迹的可能关系式；再测几个点的坐标代入验证。
1、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
2、怎样计算平抛物体的初速度？
水平方向上的匀速直线运动
竖直方向上的自由落体运动
平抛运动的两个分运动为：
v0
测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0
O
y
x
v0
P(x，y)
a.已知轨迹和抛出点
x = v0 t
y = g t2
如图所示，在《研究平抛运动》的实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分，抛出点的位置没有记录，试根据图中的数据求出平抛运动的初速度。
h1
h2
s
s
A
B
C
物体在AB段和BC段运动的时间必相等，则有:
在轨迹上ABC三个点是水平间距相等的，故有：
b.已知轨迹和某一坐标轴,不知抛出点
v0
h h2 h1
T
典例分析
例1.某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的运动轨迹，
a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。则：
(1)小球做平抛运动的初速度为________m/s。(g取10 m/s2)
(2)小球抛出点的位置坐标为：x＝______cm，y＝_____cm。
解析：(1)由平抛运动知在x方向上xab＝v0T，
在竖直方向上 hbc－hab＝gT2，
代入数据解得 T＝0.1 s，v0＝2 m/s。
(2)小球经过b点时竖直分速度 vby＝＝1.5 m/s，
小球从开始运动到经过b时历时 tb＝＝0.15 s，
说明小球经过a点时已经运动了时间 ta＝0.05 s，
所以小球的抛出点坐标为 x＝－v0ta＝－10 cm；
y＝－gta2＝－1.25 cm。
例2.在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝ (用l、g表示)，其值是 ( g 取9.8m／s2)
d
a
b
c
解析：由平抛运动规律
Δy = gT 2 = l
x = v0 T
∴ v0 =
代入数字 l = 1.25cm = m
得到 v0 = 0.70m/s
0.70 m/s
典例分析
1. 在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的 ( )
A. 秒表 B. 天平 C. 重垂线 D. 测力计
C
跟踪练习
2. 在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是 ( )
ABD
A. 小球平抛的初速度不同
B. 小球每次做不同的抛物线运动
C. 小球在空中运动的时间均不同
D. 小球通过相同的水平位移所用时间均不同
3. 下列哪些因素会使本实验的误差增大 （ ）
A. 小球与斜槽之间有摩擦
B. 建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
C. 安装斜槽时其末端不水平
D. 根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作计算的点离原点 O 较远
BC
4. 在做“研究平抛物体的运动”这一实验时，下面哪些说法是正确的 ( )
AB
A. 安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平
B. 进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放
C. 小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果
D. 为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量
5.(1) 在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的是______。
A. 通过调节使斜槽的末端保持水平
B. 每次必须由静止释放小球
C. 固定白纸的木板必须调节成竖直
D. 每次释放小球的位置必须不同
E. 将小球经过不同高度的位置记录在纸上，取下纸后，用直尺将点连成折线
ABC
( 2 ) 某学生在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动时的起点位置，O 为物体运动一段时间后的位置，取为坐原点，平抛的轨迹如图 所示，根据轨迹的坐标求出物体做平抛运动的初速度 v0＝_______m/s。( 取 g＝10 m/s2 )
1.0
谢谢
大家

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