1、 5.4 实验：研究平抛运动学习目标学习重点,描绘平抛物体运动的轨迹；研究平抛运动的特点学习难点：描绘平抛物体运动的轨迹预习案： 一、实验原理（以教科书“参考案例 1”为案例）物体的平抛运动可以看做是两个方向的分运动的合成。一个是水平方向的 运动，另一个是竖直方向的 运动。在竖直放置的木板上固定坐标纸，让小球做平抛运动，描出小球的运动轨迹；装置如图 5-11 所示。选定斜槽末端球心所在的点为坐标原点，初速度的方向为 轴的正方向，以竖直向下为 轴的正方向建立直角坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标（x,y） ，根据两个分运动的特点，利用公式 ，求出小球的飞行时间。再利用公式 ，求出小球的水平分速度
2、，即为小球做平抛运动的初速度，v 0= (用 x、y 等量表示)。二、实验器材斜槽、竖直固定在铁架台上的木板、白纸、图钉、 ，有空的卡片、 ，铅垂线。三、实验步骤（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，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。（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，然后把铅垂线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。（3）确定坐标原点 O 把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球
3、心在图板上的水平投影点 O，O 点即为坐标原点。（4）描绘运动轨迹 让小球从斜槽上的定位器处释放，观察小球的运动轨迹，并在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面与小球的运动轨迹垂直，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘，然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置，保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置，取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来记即得小球做平抛运动的轨迹。（5）计算初速度 以 O 点为原点画出竖直向下的 y 轴和水平向右的 x 轴（过 O 点作 y 轴的垂线）
4、，并在曲线上选取 A、B、C、D、E、F 六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标 x 和 y，利用公式 x=v0t 和 21gty计算出小球的初速度 v0，最后计算出 v0的平均值，并将有关数据记入表格内。探究案：探究一、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图 5-10 所示的某物体做平抛运动的轨迹，欲判断其轨迹是否为抛物线，只要从轨迹上任图 5-11意取若干个点分别代入 y=ax2，求得 a 为某一定值，即可验证平抛运动的轨迹为抛物线。在 x 轴上作出等距离的几个点 A1、A 2、A 3把线段 OA1的长度记为 l,那么OA2=2l、OA 3=3l由 A1、A 2、A 3向下作垂线，垂线与
5、抛体轨迹的交点记为 M1、M 2、M 3如果轨迹的确是一条抛物线，那么 M1、M 2、M 3各点的 y 坐标与 x 坐标间的关系应该具有y=ax2的形式（a 是一个待定的常量） 。其中 OA1=l、OA 2=2l、OA 3=3l这样做的目的是使 y2= y1，y 3= y1这样代入y=ax2，可以方便求出 a。探究二、计算平抛物体的初速度在后面案例介绍的几种方法中，如果要求不太高，可以忽略空气阻力的作用。这样，抛体在竖直方向上只受到重力的作用，因此它的加速度是常量，等于 。它的 y 坐标的变化符合匀加速运动的规律：y= 。于是，测量某点的下落距离，例如在 M3点的下落距离 y3(图 5-10)
6、，根据这个数据就可以算出抛体下落到这点所用的时间 t3。为了得到抛体的初速度，还需测量 。计算的表达式为 。探究三、注意事项 1.实验中必须保持通过斜槽末端的切线 ，方木板必须处在 面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。2.由于实验是让小球多次做平抛运动来描绘它的运动轨迹，所以每次小球自由释放的高度相同，以保证物体做平抛的 相同。3.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，球的 在木板上的水平投影点。过关检测案：1.平抛竖落仪如图 5-16 所示，用小捶打击弹性金属片，金属片把 A 球沿水平方向抛出，同时 B 球能松开，自由下落。A、
7、B 两球同时开始运动，多次改变小球距地面高度和打击力度，发现 A、B 两球均同时落地，下列说法错误的是（ ）A.用小捶打击金属片前，要使 A、B 两个小球在同一水平面上B.多次改变打击的力度是为了改变平抛运动的时间C.多次改变小球距地面的高度是为了改变平抛运动的时间D.用耳朵“听”来判断两球落地时刻的先后，比用眼睛“看”要敏锐得多2.在做“探究平抛物体运动”的实验中，在下列说法中对于减小实验误差有益的是（ ）A.应在斜槽上一个合适的位置释放小球，当小球从该点释放时，小球能够从白纸的左上角射入白纸所在的竖直面，而从白纸的右下角射出B.描绘出的轨迹曲线应尽量细一些C.在轨迹上选取用于计算的点时，这
8、些点的间隔应尽量大些，使这些点分布在整条曲线上图 5-16ABD.要多算出几个小球做平抛运动的初速度值，再对几个初速度值取平均值，作为最后的测量结果3.在“探究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽上不同位置释放，则各次相比不相同的是（ ）A.小球的初速度 B.小球的运动轨迹 C.小球的下落时间 D.小球通过相同水平位移所用的时间4.关于平抛运动的水平分运动，下列说法正确的是（ ）A.平抛运动在水平方向上的分运动是匀加速直线运动B.平抛运动在水平方向上的分运动是自由落体运动C.平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动D.平抛运动在水平方向上的分运动是匀碱速直线运动8.“探究平抛物体运动”
9、实验的实验目的是（ ）A.描出平抛物体运动的轨迹B.证明平抛物体的运动，是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动C.求出做平抛运动物体的初速度D.求出做平抛运动物体的位移9.在做“研究平抛物体的运动”实验时，下列说法正确的是（ ）A.安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否垂直B.安装有斜槽的木板时，只要注意小球不和木板发生摩擦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耳朵规律10.在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，
10、将你认为正确的选项前面得字母填在横线上： 。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.每次必须由静止释放小球d.记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降e.小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触11.做“探究平抛物体运动”的实验时，已有下列器材；有空的硬纸片、白纸、图钉、斜槽、刻度尺、小球，还需要（ ）A.秒表 B.平木板 C.重垂线 D.铅笔实验中，下列说法正确的是 。A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由下滑 B.斜槽轨道必须光滑 C.斜槽轨道末端可以不水平 D.要使描出的轨迹更好的反映真实运动，记录的点应适当多一些。E.为了比较准确地描出小球
11、运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来12.下面是做“研究平抛物体的运动”实验步骤。A.将钢球从斜槽上的某点释放，它离开斜槽后在空间做平抛运动，在小球轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一个点；B.以斜槽末端作为平抛运动的起点 O，在白纸上标出 O 的位置；C.取下白纸，在纸上画一条与竖直线 oy 垂直的水平线 ox；D.用光滑曲线把记录小球通过的位置的若干点连接起来，就得到平抛运动的轨迹。由于测定各个点时存在误差，所画的曲线可不通过个别偏差大的点，但必须保持曲线光滑，不允许出现凹陷处；E.从斜槽上不同点释放小球，用步骤 A 的方
12、法测定平抛轨迹上的其他点；F.在曲线上取 56 个点（不必是步骤 A 测出的点） 。用尺测出每个点的坐标值 x、y，分别求出小球的初速度，然后取平均值就得到实验测出的初速度；G.靠目测在纸上画出过 O 点向下的竖直线 oy；H.将白纸用图钉订在竖直的木板上，在木板的左上角固定斜槽。（1）以上实验步骤中有错误或不足，需要修改的是_。（2）以上实验步骤按正确的顺序排列是_。13.图 5-17 所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果 g 取 10m/s2,那么：（1）闪光频率是_Hz。（2）小球运动中水平分速度的大小是_m/s。（3）小球经过 B 点时速度大小是
13、_m/s。学后反思：学后反思：不论何时，都要尽可能让思考与反省预见到突发的激情，这于审慎者可轻而易举做到。心烦意乱之时，首先要做的就是意识到这一点。先控制住自己的情绪，下决心不再使之加剧。有了这种高明的防范，就能很快终止怒气。要懂得制怒之法，且止息于当止之时：奔跑时停下来最难；狂怒时保持头脑清醒也一样难。过分激动，不论程度高低，都会影响理智。一旦对发怒有了这种警醒，就不会使你因怒气而失控，也不会使你损害良好的辨别力。谨慎地驾驭情绪，就能很好地控制它。你将是马背上第一个理智的人。智者最没有耐性，因为学识减少了他们的耐心。知识渊博的人很难被取悦。俄庀泰特斯告诉我们，生活最重要的准则在于懂得如何忍受一切。他认为这是智慧的一半真谛。容忍愚蠢需要极大的耐心。有时最令我们痛苦的人正是我们最依赖的人，这帮助我们战胜自我。耐心能带来无可估量的内心平静；而内心平静是世间的福祉。不懂得如何容忍他人的人如果还能忍受他自己的话，就应当独处。ABC图 5-17
