资源简介

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）知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。
（2）知道平抛运动的条件及相应控制方法，会用获得位置的方法确定多个点，并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竖直分运动的特点。
（4）通过探究平抛运动特点的实验，了解科学探究中获取及处理数据的方法。
知识点1 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：初速度沿水平方向的抛体运动．
3．平抛运动的特点：
(1)初速度沿水平方向；
(2)只受重力作用．
知识点2 实验：探究平抛运动的特点
1．实验思路
(1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点．
(2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动．
2．进行实验
方案一：频闪照相(或录制视频)的方法
(1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)；
(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；
(3)通过频闪照片描出小球经过相等时间间隔所到达的位置；
(4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；
(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.
抛出时间 T 2T 3T 4T 5T
水平位移
竖直位移
结论 水平分运动特点
竖直分运动特点
方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律
步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点
(1)如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动．观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音．
(2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球仍同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动．
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
(1)装置和实验
①如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端切线水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板．
②让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使钢球的轨迹与背板平行．钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹．
③上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置．
④以斜槽水平末端端口处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴．
⑤取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹．
⑥根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动的特点．
⑦结论：平抛运动在相等时间内水平方向位移相等，平抛运动水平方向为匀速直线运动．
(2)注意事项
①实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平)．
②背板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直．
③小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同．
④坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点．
⑤小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.
（2024秋 如皋市月考）如图所示，在“研究平抛运动”实验中，横挡条卡住平抛小球，小球挤压复写纸，在白纸上留下小球球心的投影点，从而得到平抛运动的轨迹。关于此实验，下列说法中正确的是（　　）
A．秒表是实验必要的器材
B．斜槽轨道必须是光滑的
C．坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置
D．每次从斜槽上释放小球的位置不一定相同
【解答】解：A．本实验中不需要用秒表测量时间，故A错误；
BD．为了确定平抛的运动轨迹，需要小球有不变的初速度，且初速度水平，故每次从斜槽上释放小球的位置必须相同，而下滑过程中轨道是否光滑对实验没有影响，故BD错误；
C．实验中需用铅笔标注小球球心在白纸上的投影点，从而确定平抛运动的轨迹，故坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置，故C正确。
故选：C。
（2024春 顺义区期末）如图为研究平抛运动的实验装置示意图。用小锤击打金属片，A球水平飞出做平抛运动的同时B球做自由落体运动。下列说法正确的是（　　）
A．两球位移相同
B．两球同时落地
C．两球运动的加速度不相同
D．两球落地时速度大小相同
【解答】解：实验发现小球A、B同时落地，说明A球在竖直方向的分运动与B球在竖直方向的自由落体运动完全相同，即两球加速度相等，位移不同，由于A球有初速度，则两球落地速度不同，故ACD错误，B正确；
故选：B。
（2024春 滨海新区校级期中）如图所示，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，两轨道上端分别装有电磁铁C、D．调C、D高度，使AC＝BD，将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，P、Q从弧形轨道滚下，改变弧形轨道M的高度，再进行若干次实验，经过多次实验发现，P、Q两球总是在水平面相遇．上述实验说明（　　）
A．竖直方向的运动是自由落体运动
B．竖直方向的运动是匀速直线运动
C．水平方向的运动是匀速直线运动
D．水平方向的运动是变速直线运动
【解答】解：平抛运动水平方向做匀速直线运动，根据实验可知，P球从M点平抛，而Q球从N点在水平面上匀速运动，二者运动轨迹虽然不同，但是水平方向的运动规律相同，因此P球会砸中Q球；
故选：C。
（2024秋 兴庆区校级月考）在做“探究平抛运动的特点”的实验时：
（1）为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线 。
（2）每次释放小球必须从 位置必须由 释放。
（3）某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示，判断O点是否是抛出点： （选填“是”或“否”）。
（4）该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，确定其坐标，并在直角坐标系内绘出了y﹣x2图像，如图乙所示，则此小球平抛的初速度v0＝ m/s。（取g＝10m/s2）
【解答】解：（1）为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线水平。
（2）每次释放小球必须从斜槽同一位置由静止释放，以保证到达斜槽底端速度相同。
（3）因图甲中给定的四个点中水平距离相等，可知时间相等，竖直距离之比为y1：y2：y3＝1：3：5，可知O点是抛出点，故答案为：是。
（4）根据平抛运动规律，水平方向，有x＝v0t
竖直方向，有
联立解得：
由图像可知：其斜率km﹣1
代入数据解得：v0＝0.5m/s
故答案为：（1）水平；（2）相同，静止；（3）是；（4）0.5
（2024秋 中山区校级期中）图甲所示装置为平抛竖落仪，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。
（1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到 。
A.A、B两球同时落地
B.击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大
C.A、B两球各自的运动路线均不变
（2）改变此装置距地面的高度，重复实验，仍然看到相同的实验现象，据此现象分析可知 。
A.小球A在水平方向做匀速直线运动
B.小球A运动轨迹为抛物线
C.小球A、B在竖直方向的运动规律相同
（3）某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，如图乙所示，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并测量了各点间的水平距离和竖直距离，取重力加速度大小g＝10m/s2，则相邻小球间的运动时间为 s，小球做平抛运动的初速度大小为 m/s。若以A点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标是（ cm， cm）。
【解答】解：（1）AB、A球做平抛运动，B球做自由落体运动。由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动，因此两球总是同时落地，故A正确，B错误；
C、用不同的力击打弹簧金属片时，A球获得的水平初速度不同，因此A球路线会发生改变，但B球始终为自由落体运动，路线不变，故C错误；应选A；
（2）AB同时落地，与水平方向的运动规律无关，也无法说明水平方向做匀速直线运动，只能说明小球A、B在竖直方向的运动规律相同，故C正确，AB错误；
（3）根据Δy＝0.25m﹣0.15m＝gT2，可得T＝0.1s，水平方向x＝v0T，代入x＝0.2m，可得v0＝2m/s。小球在B点的速度大小为：
小球在B点的速度大小为：；运动到B点时间： 从抛点到B点的竖直位移：20cm；从抛点到B的水平位位移：xB＝v0t＝2m/s×0.2s＝0.4m＝40cm；抛点横坐标x＝20cm﹣40cm＝﹣20cm；抛点纵坐标y＝15cm﹣20cm＝﹣5cm；所以抛点坐标为（﹣20cm，﹣5cm）。
故答案为：（1）A；（2）C；（3）0.1；2；﹣20；﹣5。
（2024 广东模拟）如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，忽略空气阻力的影响。用小锤击打弹性金属片，P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落。再次实验，增加锤子击打金属片的力度，两次实验中关于两球空中运动时间tP和tQ的说法正确的是（　　）
A．tP增大 B．tP减小 C．tQ减小 D．tQ不变
【解答】解：P球沿水平方向抛出后做平抛运动，其在竖直方向上做自由落体运动，Q球做自由落体运动，两者在竖直方向上的运动相同，根据hgt2，两次实验下落高度h均不变，故两球在空中运动时间均不变，故D正确，ABC错误。
故选：D。
（2024春 河西区期中）用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，背景的小方格均为边长L的正方形，重力加速度为g，不计空气阻力。根据照片显示的信息，下列说法中正确的是（　　）
A．照相机的频闪周期为
B．a球的水平初速度为
C．该实验只能证明水平方向的分运动是匀速直线运动
D．该实验只能证明竖直方向的分运动是自由落体运动
【解答】解：A．平抛运动在竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动推论Δy＝3L﹣L＝gT2
解得频闪周期为，故A正确；
B．平抛运动在水平方向做匀速直线运动，水平速度，故B错误；
CD．a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，两球在竖直方向的运动情况相同，说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动；
a球在相等的时间间隔内水平位移相同，说明其水平方向做匀速直线运动，故CD错误。
故选：A。
（2023秋 南京期末）某同学采用如图装置完成“探究平抛运动的特点”实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验所用斜槽轨道必须光滑
B．小球运动时与坐标纸有摩擦不影响实验结果
C．实验中小球须从同一位置静止释放
D．调节斜槽末端水平是保证小球抛出的速率相同
【解答】解：A．实验只需要保证小球出斜槽轨道的速度相同，不需要斜槽一定光滑，故A错误；
B．小球运动时与坐标纸有摩擦，小球将不再只受重力，不满足平抛运动的条件，对实验结果有影响，故B错误；
C．实验中小球须从同一位置静止释放，保证每次小球做平抛运动的初速度相等，故C正确；
D．调节斜槽末端水平是保证小球抛出的速度为水平方向，故D错误。
故选：C。
（2023秋 常州期末）如图所示，是“研究平抛物体的运动”实验装置图，下列哪个因素对实验结果无影响（　　）
A．小球与斜槽之间有摩擦
B．斜槽末端的切线不水平
C．小球从斜槽上释放的位置不相同
D．没有用重垂线确定竖直方向
【解答】解：AC、小球与斜槽之间有摩擦力不影响实验的误差，只要保证小球从同一位置由静止释放，使得平抛运动的初速度相同即可，故A正确，C错误；
B、安装斜槽时其末端切线不水平，会导致初速度方向不水平，使得误差增大，故B错误；
D、要用重垂线确定竖直方向，故D错误。
故选：A。
（2024秋 朝阳区校级月考）某同学通过实验探究平抛运动的特点。
（1）用如图1所示装置“探究平抛运动竖直分运动的特点”。用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。
①关于该实验，下列说法正确的有 。
A．A、B两球应选用体积小、质量大的小球
B．打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上
C．比较两球落地时间必须要测量两球下落的高度
②多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此得到结论 。
（2）用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。下列操作中有必要的是 。
A．通过调节使斜槽末段保持水平
B．挡板高度等间距变化
C．通过调节使硬板保持竖直
D．尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦
（3）若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图3所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则 （选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为 （已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
【解答】解：（1）①A．为了减小小球运动过程中空气阻力的影响，实验中应选择体积小，质量大的小球，故A正确；
B．实验中需要确保两小球下落高度相等，则打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上，故B正确；
C．根据
解得
可知，当两小球下落高度相等时，两球同时落地，实验中只需比较两球是否同时落地，并不需要求出时间的具体值，因此不需要测量两球下落的高度，故C错误。
故选：AB。
②多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，说明两球在竖直方向具有相同的运动情况，则小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动。
（2）AB．通过调节使斜槽末段保持水平，保证小球做平抛运动，挡板高度可以等间距变化，也可以不等间距变化，故A正确，B错误；
C．小球平抛运动的轨迹位于竖直平面，为了减小误差，准确作出小球运动的轨迹，实验时，需要通过调节使硬板保持竖直，故C正确；
D．实验时每次小球均从斜槽同一高度静止释放，小球克服阻力做功相同，小球飞出的初速度大小相同，因此斜槽的摩擦对实验没有影响，故D错误。
故选：AC。
（3）因为A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为vAy、vBy，则有
所以
根据运动学规律有
可得
钢球平抛的初速度大小为
故答案为：（1）AB；小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动；（2）AC；（3）大于；
（2024秋 东莞市校级月考）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线 。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛 。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 m/s。（g取9.8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s。（g取10m/s2）
【解答】解：（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。
（2）由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：
x＝v0t
将x＝32cm，y＝19.6cm，代入解得：v0＝1.6m/s
（3）由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，在竖直方向上根据位移差公式得：Δy＝gT2
由图可知Δy＝2L＝10cm
代入数据解得：T＝0.1s
由x＝v0T，其中x＝3L＝15cm
代入数据解得：v0＝1.5m/s
故答案为：（1）水平；初速度相同；（2）1.6；（3）1.5。
（2024秋 西城区校级月考）某同学用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点。钢球在斜槽轨道某一高度处由静止释放，并从末端水平飞出。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板，实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板上挤压复写纸并在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次释放钢球，记录钢球所经过的多个位置。以钢球抛出时球心所在位置为坐标原点O，以水平向右和竖直向下分别为x轴和y轴的正方向，建立直角坐标系，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹如图乙所示。
（1）对于本实验，下列说法正确的是 。
A．每次必须从同一高度由静止释放钢球
B．斜槽轨道必须光滑
C．挡板必须等间隔上下移动
D．装置的背板必须竖直放置
（2）通过研究得出钢球在竖直方向为自由落体运动之后，为进一步研究钢球在水平方向的运动规律，该同学在轨迹上测出A、B、C三点的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2）和（x3，y3）。下列能够说明钢球在水平方向的运动可能为匀速直线运动的是 。
A．若y1：y2：y3＝1：3：5时，满足x1：x2：x3＝1：2：3
B．若y1＝y2﹣y1＝y3﹣y2时，满足x1：x2：x3＝1：2：3
C．在轨迹上取若干点获取数据，它们的坐标可以用一条二次函数曲线拟合（即满足y＝kx2）
D．在轨迹上取若干点获取数据，画出的y﹣x2图像是一条过原点的直线
（3）另外一组同学在研究平抛运动时，用印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，若小球在平抛运动中的几个位置如图丙中的a、b、c、d所示，则小球通过相邻位置的时间间隔T＝ ，小球平抛的初速度v0＝ 。（重力加速度为g）
【解答】解：（1）A.每次必须从同一高度由静止释放钢球，以保证每次小球做平抛运动的初速度相同，故A正确；
B.斜槽轨道是否光滑对实验无影响，故B错误；
C.挡板不必等间隔上下移动，故C错误；
D.因钢球做平抛运动的轨迹在竖直平面内，故装置的挡板必须竖直放置，故D正确。
故选：AD。
（2）A.根据自由落体运动规律y可知，若y1：y2：y3＝1：3：5时，则从释放小球到各点的时间满足t1：t2：t3＝1：：，若满足x1：x2：x3＝1：：，说明水平方向为匀速直线运动，故A错误；
B.若y1＝y2﹣y1＝y3﹣y2时，根据匀变速直线运动规律可知释放小球到各点的时间满足t1：t2：t3＝1：：，若满足x1：x2：x3＝1：：，说明水平方向为匀速直线运动，故B错误；
C.根据自由落体运动规律可知
y
若水平方向做匀速直线运动，则有
x＝vt
解得
yx2
则在轨迹上取若干点获取数据，它们的坐标可以用一条二次函数曲线拟合（即满足y＝kx2）或者画出的y﹣x2图像是一条过原点的直线，故CD正确；
故选：CD。
（3）根据平抛运动在不同方向上的运动特点可知：
Δy＝L＝gT2
2L＝v0T
联立解得T，v0＝2
故答案为：（1）AD；（2）CD；（3）；2
（2024秋 海淀区月考）采用如图1所示的装置可以研究平抛运动。图2是确定小球位置的硬纸片的示意图，带有一大一小两个孔，大孔宽度与做平抛的小球的直径d相当，可沿虚线折成图1中的样式，放在如图1中的多个合适位置，可用来确定小球经过的运动轨迹。已知重力加速度为g。
（1）已备有器材：有孔的硬纸片、坐标纸、图钉、长方形平木板、铅笔、三角板、刻度尺、弧形斜槽、小球、铁架台（含铁夹），还需要的一种实验器材是 。
A.秒表
B.天平
C.重垂线
D.弹簧测力计
（2）关于本实验的一些说法，正确的是 。
A.斜槽必须是光滑的，且每次释放小球的初位置相同
B.应该将斜槽轨道的末端调成水平
C.以斜槽末端，紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标的原点O
D.为使所描曲线与小球运动轨迹吻合，应将所有通过硬纸片确定的点都用直线依次连接
（3）已知理想的平抛运动在水平方向和竖直方向的位移分别为x和y，则其初速度大小v＝ 。在实际的平抛运动实验的研究中，也利用上述关系式计算初速度，那么计算的初速度误差与x、y的大小选取 。（选填“有关”或“无关”）
（4）甲同学得到部分运动轨迹如图3所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么，小球从P1运动到P2所用的时间为 。
小球抛出后的水平速度为 。
【解答】解：（1）实验中需要通过重垂线确定y轴，不需要秒表，因为时间可以通过竖直位移求出，不需要测量小球的质量，则不需要天平和弹簧测力计，故C正确，ABD错误；
故选：C。
（2）A．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，斜槽不一定需要光滑，故A错误；
B．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需调成水平，故B正确；
C．以小球在斜槽末端时，球心在白纸上的投影作为坐标原点，故C错误；
D．为使所描曲线与小球运动轨迹吻合，应将所有通过硬纸片确定的点用平滑曲线连接，故D错误。
故选：B。
（3）根据平抛运动规律有x＝vt
y
解得v＝x
为了减小测量误差，x、y取值离原点O远一些，可知计算的初速度误差与x、y的大小选取是有关的。
（4）在竖直方向上，根据Δy＝4l＝gT2得
T＝2
水平分速度vx3。
故答案为：（1）C；（2）B；（3）x；有关；（4）2；3
（2024春 抚顺期末）某学习小组探究平抛运动的特点。
（1）采用如图甲所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。实验发现两球同时落地。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，发现两球仍同时落地。根据该实验现象，可以得出A球在竖直方向的分运动是 。
（2）探究平抛运动水平分运动的特点时，得到小球平抛运动的轨迹如图乙所示，其中O为抛出点，a、b、c是轨迹上选取的三个点，O与a、a与b、b与c之间的竖直距离分别为h、3h、5h，则小球从O到a、a到b、b到c的运动时间 （填“相等”或“不相等”）；又测得O与a、a与b、b与c之间的水平距离相等均为x，则可得出平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，小球平抛运动的初速度为 （用h、x和重力加速度g表示）。
【解答】解：（1）多次重复实验，发现两球仍同时落地，可知A球竖直方向的运动与B球竖直方向的运动相同，可以得出A球在竖直方向的分运动是自由落体运动。
（2）O为抛出点，小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动；
由于相邻计数点的竖直位移差满足
因此，小球从O到a、a到b、b到c的运动时间相等；
解得时间间隔
小球平抛运动的初速度为。
故答案为：（1）自由落体运动；（2）相等；。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)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）知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。
（2）知道平抛运动的条件及相应控制方法，会用获得位置的方法确定多个点，并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竖直分运动的特点。
（4）通过探究平抛运动特点的实验，了解科学探究中获取及处理数据的方法。
知识点1 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：初速度沿水平方向的抛体运动．
3．平抛运动的特点：
(1)初速度沿水平方向；
(2)只受重力作用．
知识点2 实验：探究平抛运动的特点
1．实验思路
(1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点．
(2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动．
2．进行实验
方案一：频闪照相(或录制视频)的方法
(1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)；
(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；
(3)通过频闪照片描出小球经过相等时间间隔所到达的位置；
(4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；
(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.
抛出时间 T 2T 3T 4T 5T
水平位移
竖直位移
结论 水平分运动特点
竖直分运动特点
方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律
步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点
(1)如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动．观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音．
(2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球仍同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动．
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
(1)装置和实验
①如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端切线水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板．
②让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使钢球的轨迹与背板平行．钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹．
③上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置．
④以斜槽水平末端端口处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴．
⑤取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹．
⑥根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动的特点．
⑦结论：平抛运动在相等时间内水平方向位移相等，平抛运动水平方向为匀速直线运动．
(2)注意事项
①实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平)．
②背板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直．
③小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同．
④坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点．
⑤小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.
（2024秋 如皋市月考）如图所示，在“研究平抛运动”实验中，横挡条卡住平抛小球，小球挤压复写纸，在白纸上留下小球球心的投影点，从而得到平抛运动的轨迹。关于此实验，下列说法中正确的是（　　）
A．秒表是实验必要的器材
B．斜槽轨道必须是光滑的
C．坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置
D．每次从斜槽上释放小球的位置不一定相同
（2024春 顺义区期末）如图为研究平抛运动的实验装置示意图。用小锤击打金属片，A球水平飞出做平抛运动的同时B球做自由落体运动。下列说法正确的是（　　）
A．两球位移相同
B．两球同时落地
C．两球运动的加速度不相同
D．两球落地时速度大小相同
（2024春 滨海新区校级期中）如图所示，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，两轨道上端分别装有电磁铁C、D．调C、D高度，使AC＝BD，将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，P、Q从弧形轨道滚下，改变弧形轨道M的高度，再进行若干次实验，经过多次实验发现，P、Q两球总是在水平面相遇．上述实验说明（　　）
A．竖直方向的运动是自由落体运动
B．竖直方向的运动是匀速直线运动
C．水平方向的运动是匀速直线运动
D．水平方向的运动是变速直线运动
（2024秋 兴庆区校级月考）在做“探究平抛运动的特点”的实验时：
（1）为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线 。
（2）每次释放小球必须从 位置必须由 释放。
（3）某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示，判断O点是否是抛出点： （选填“是”或“否”）。
（4）该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，确定其坐标，并在直角坐标系内绘出了y﹣x2图像，如图乙所示，则此小球平抛的初速度v0＝ m/s。（取g＝10m/s2）
（2024秋 中山区校级期中）图甲所示装置为平抛竖落仪，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。
（1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到 。
A.A、B两球同时落地
B.击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大
C.A、B两球各自的运动路线均不变
（2）改变此装置距地面的高度，重复实验，仍然看到相同的实验现象，据此现象分析可知 。
A.小球A在水平方向做匀速直线运动
B.小球A运动轨迹为抛物线
C.小球A、B在竖直方向的运动规律相同
（3）某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，如图乙所示，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并测量了各点间的水平距离和竖直距离，取重力加速度大小g＝10m/s2，则相邻小球间的运动时间为 s，小球做平抛运动的初速度大小为 m/s。若以A点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标是（ cm， cm）。
（2024 广东模拟）如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，忽略空气阻力的影响。用小锤击打弹性金属片，P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落。再次实验，增加锤子击打金属片的力度，两次实验中关于两球空中运动时间tP和tQ的说法正确的是（　　）
A．tP增大 B．tP减小 C．tQ减小 D．tQ不变
（2024春 河西区期中）用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，背景的小方格均为边长L的正方形，重力加速度为g，不计空气阻力。根据照片显示的信息，下列说法中正确的是（　　）
A．照相机的频闪周期为
B．a球的水平初速度为
C．该实验只能证明水平方向的分运动是匀速直线运动
D．该实验只能证明竖直方向的分运动是自由落体运动
（2023秋 南京期末）某同学采用如图装置完成“探究平抛运动的特点”实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验所用斜槽轨道必须光滑
B．小球运动时与坐标纸有摩擦不影响实验结果
C．实验中小球须从同一位置静止释放
D．调节斜槽末端水平是保证小球抛出的速率相同
（2023秋 常州期末）如图所示，是“研究平抛物体的运动”实验装置图，下列哪个因素对实验结果无影响（　　）
A．小球与斜槽之间有摩擦
B．斜槽末端的切线不水平
C．小球从斜槽上释放的位置不相同
D．没有用重垂线确定竖直方向
（2024秋 朝阳区校级月考）某同学通过实验探究平抛运动的特点。
（1）用如图1所示装置“探究平抛运动竖直分运动的特点”。用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。
①关于该实验，下列说法正确的有 。
A．A、B两球应选用体积小、质量大的小球
B．打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上
C．比较两球落地时间必须要测量两球下落的高度
②多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此得到结论 。
（2）用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。下列操作中有必要的是 。
A．通过调节使斜槽末段保持水平
B．挡板高度等间距变化
C．通过调节使硬板保持竖直
D．尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦
（3）若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图3所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则 （选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为 （已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
（2024秋 东莞市校级月考）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线 。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛 。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 m/s。（g取9.8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s。（g取10m/s2）
（2024秋 西城区校级月考）某同学用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点。钢球在斜槽轨道某一高度处由静止释放，并从末端水平飞出。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板，实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板上挤压复写纸并在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次释放钢球，记录钢球所经过的多个位置。以钢球抛出时球心所在位置为坐标原点O，以水平向右和竖直向下分别为x轴和y轴的正方向，建立直角坐标系，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹如图乙所示。
（1）对于本实验，下列说法正确的是 。
A．每次必须从同一高度由静止释放钢球
B．斜槽轨道必须光滑
C．挡板必须等间隔上下移动
D．装置的背板必须竖直放置
（2）通过研究得出钢球在竖直方向为自由落体运动之后，为进一步研究钢球在水平方向的运动规律，该同学在轨迹上测出A、B、C三点的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2）和（x3，y3）。下列能够说明钢球在水平方向的运动可能为匀速直线运动的是 。
A．若y1：y2：y3＝1：3：5时，满足x1：x2：x3＝1：2：3
B．若y1＝y2﹣y1＝y3﹣y2时，满足x1：x2：x3＝1：2：3
C．在轨迹上取若干点获取数据，它们的坐标可以用一条二次函数曲线拟合（即满足y＝kx2）
D．在轨迹上取若干点获取数据，画出的y﹣x2图像是一条过原点的直线
（3）另外一组同学在研究平抛运动时，用印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，若小球在平抛运动中的几个位置如图丙中的a、b、c、d所示，则小球通过相邻位置的时间间隔T＝ ，小球平抛的初速度v0＝ 。（重力加速度为g）
（2024秋 海淀区月考）采用如图1所示的装置可以研究平抛运动。图2是确定小球位置的硬纸片的示意图，带有一大一小两个孔，大孔宽度与做平抛的小球的直径d相当，可沿虚线折成图1中的样式，放在如图1中的多个合适位置，可用来确定小球经过的运动轨迹。已知重力加速度为g。
（1）已备有器材：有孔的硬纸片、坐标纸、图钉、长方形平木板、铅笔、三角板、刻度尺、弧形斜槽、小球、铁架台（含铁夹），还需要的一种实验器材是 。
A.秒表
B.天平
C.重垂线
D.弹簧测力计
（2）关于本实验的一些说法，正确的是 。
A.斜槽必须是光滑的，且每次释放小球的初位置相同
B.应该将斜槽轨道的末端调成水平
C.以斜槽末端，紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标的原点O
D.为使所描曲线与小球运动轨迹吻合，应将所有通过硬纸片确定的点都用直线依次连接
（3）已知理想的平抛运动在水平方向和竖直方向的位移分别为x和y，则其初速度大小v＝ 。在实际的平抛运动实验的研究中，也利用上述关系式计算初速度，那么计算的初速度误差与x、y的大小选取 。（选填“有关”或“无关”）
（4）甲同学得到部分运动轨迹如图3所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么，小球从P1运动到P2所用的时间为 。
小球抛出后的水平速度为 。
（2024春 抚顺期末）某学习小组探究平抛运动的特点。
（1）采用如图甲所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。实验发现两球同时落地。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，发现两球仍同时落地。根据该实验现象，可以得出A球在竖直方向的分运动是 。
（2）探究平抛运动水平分运动的特点时，得到小球平抛运动的轨迹如图乙所示，其中O为抛出点，a、b、c是轨迹上选取的三个点，O与a、a与b、b与c之间的竖直距离分别为h、3h、5h，则小球从O到a、a到b、b到c的运动时间 （填“相等”或“不相等”）；又测得O与a、a与b、b与c之间的水平距离相等均为x，则可得出平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，小球平抛运动的初速度为 （用h、x和重力加速度g表示）。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑