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(共35张PPT)
实验五　探究平抛运动的特点
2.实验步骤
（1）按实验原理图甲安装实验装置，使斜槽末端　　　　.
（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　　　 　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点开始连接画出的若干点，描出一条平滑的曲线，如实验原理图乙所示.
水平
同一位置
3.误差和注意事项
（1）斜槽末端没有调节成水平状态，导致初速度不水平会产生误差.
（2）固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直.
（3）小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板.
（4）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投影点.
命题一　课标教材原型实验　［基础考查］
例1　某同学利用图甲所示装置研究平抛运动的规律.实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图乙所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）.
图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图乙中标出.
完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）
（1）小球运动到图乙中位置A时，其速度的水平分量大小为　　　　m/s，竖直分量大小为　　　　m/s.
（2）根据图乙中数据可得，当地重力加速度的大小为　　　　　m/s2.
1.0　
2.0
9.7
变式1　图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图，重力加速度g取10 m/s2.
（1）（多选）为保证实验的顺利进行，下列必要的操作是　　　　　.
A.斜槽必须尽可能光滑
B.释放小球的位置必须相同
C.斜槽末端必须水平
BC
（2）某次实验后收集到的数据方格纸如图乙所示，已知方格纸每个方格边长为5cm，A、B、C分别为小球运动的三个位置.则小球平抛的初速度大小为　　　　m/s，小球在B点的速度大小为　　　　m/s.（结果均保留2位有效数字）
（3）若已知A为坐标原点即坐标为（0，0）、B点坐标为（15，15）、C点坐标为（30，40），则该小球的抛出点坐标为　　 　，小球
　　　（填“能”或“不能”）通过坐标（45，65）.
1.5
2.5
（-15，-5）　
不能
【解析】（1）需要画同一运动的轨迹，则需要从同一位置静止释放小球，若轨道粗糙，每次经历了一样的摩擦阶段，还是同一个运动，不会产生实验误差，故对斜槽是否光滑无要求，故A错误；为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球从斜槽的同一位置由静止释放，故B正确；为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需保持水平，故C正确.
命题二　拓展创新实验　［能力考查］
例2　在地球上用如图甲所示装置探究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的刀片，当悬线摆至P点处时能轻易被割断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示.a、B、C、D为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s.照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为5∶12，则：
（1）由已知信息，可知a点　　　　　（填“是”或“不是”）小球的抛出点.
（2）由已知信息，若不计其他阻力，可以算出小球做平抛运动的初速度是　　 　m/s.（保留两位有效数字）
（3）由已知信息，可以推算出地球表面的重力加速度为　　 　m/s2（保留两位有效数字）.
不是
0.96
9.6
变式2　用如图甲所示的装置研究平抛运动，在水平桌面上放置一个斜面，每次都让小钢球从斜面上的同一位置滚下，滚到桌边后钢球便做平抛运动打在竖直墙壁上，把白纸和复写纸贴在墙上，就可以记录小钢球的落点.改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据.已知四次实验中桌子右边缘离墙的水平距离分别为10cm、20cm、30cm、40cm，在白纸上记录的对应落点分别为A、B、C、D，如图乙所示.则B、C、D三点到A点的距离之比为 （　　）
A.4∶9∶16　　 B.3∶8∶15
C.3∶5∶7　　 D.1∶3∶5
B
知识巩固练
1.三个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：
（本栏目对应学生用书P371~372）
（1）甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片，金属片把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，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_________________________________________________.
平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、B、C、D所示，图中每个小方格的边长为L=2.5cm，则该小球经过B点时的速度大小vB=　　　m/s.（结果保留3位有效数字，g取10 m/s2）
1.25　
（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、B、C、D所示，图中每个小方格的边长为L=2.5cm，则该小球经过B点时的速度大小vB=　　　m/s.（结果保留3位有效数字，g取10 m/s2）
A
2.某学习小组用实验探究平抛运动规律.
（1）甲同学采用如图甲所示的装置.用两个相同的弧形轨道M、N分别于C、D发射小铁球P、Q，其中M、N的末端与光滑水平面相切，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，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两小铁球同时分别从轨道M、N的下端射出.实验可观察到P、Q落地时的现象应是　　　　.
A.P在Q前　B.P在Q后　C.P击中Q
C
保持AC=BD，仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_______________________________.
平抛运动水平方向是匀速直线运动
（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的“小球做平抛运动”的照片.图中每个小方格的边长为2.5cm，该小球做平抛运动的初速度大小为　　　　m/s.（g取10 m/s2）
1
3.如图所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：
（1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与B小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放B小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、B仍同时落地，该实验结果可表明　　　　.
A.两小球落地速度的大小相同
B.两小球在空中运动的时间相等
C.a小球在竖直方向的分运动与B小球的运动相同
D.a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
BC
（2）利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图所示，图中O为抛出点且为两坐标轴交点，坐标xB=40cm， yB=20cm，则a小球水平飞出时的初速度大小v0=　　　　m/s，平抛小球在B处的瞬时速度的大小vB=
　　　　 m/s.（g取10 m/s2，以上计算结果均保留两位有效数字）
2.0
2.8
4.根据把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，平抛运动可以看作是在竖直方向和水平方向的两个分运动的合运动.为了研究平抛运动的特点，用频闪照相的方法记录做平抛运动的小球每隔相等时间T的位置，如图甲所示.以左边第一个小球（平抛起始点）的中心为原点，沿水平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系，用平滑曲线把这些位置点连接起来，如图乙所示，其中M1、M2、M3……分别为图甲中记录的小球的位置.已知重力加速度为g.
（1）根据　　　　　　　　　 　　可以判断小球在水平方向上做
　　　　　　运动.
（2）有同学进一步猜测，小球在竖直方向做自由落体运动，请你利用题中所给信息，提出一种判断该同学的猜测是否成立的方　 .
（3）若（2）中猜测成立，测得某小球中心点的横坐标为x，纵坐标为y，据此可以计算出小球的初速度大小为　　　　　　.
相邻两点间的水平距离相等
匀速直线
5.（2024年肇庆模拟）甲同学利用留迹法做平抛运动实验，在饮料瓶侧面开一小孔，让水流水平射出，并用照相机拍下了某时刻的水柱轨迹，冲洗后的照片和实物的尺寸比例为1∶4.利用部分轨迹在水平方向和竖直方向建立坐标轴（如图甲），取轨迹上三个点A、B和C点的坐标分别为（0，0）、（2.5cm，2.5cm）和（5.0cm，7.5cm），重力加速度g取10 m/s2.通过处理实验数据可得：
（1）该时刻水柱初速度大小为　　　m/s.
（2）水柱上B点的速度大小为　　　m/s.
1　

0.5
0.25

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