1、4.5实验：研究平抛物体的运动 （1 课时）【课前预习】：一知识回顾：实验目的：用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。根据描出的轨迹求平抛物体的初速度。实验原理： 实验器材：斜槽、白纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角尺、铅笔、铁架台。实验步骤：正确组装实验器材并记录小球的初位置、坐标轴；平抛小球并记录小球的落点位置；用平滑的曲线连接各点；处理数据并求出小球平抛的初速度。数据处理：（略） 。二自我检测：在“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是：_。A.游标卡尺 B.秒表 C.坐标纸 D.天平 E.弹簧秤 F.重锤实验中，下列说法正确的是
2、：_。A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下。B.斜槽轨道必须光滑。C.斜槽轨道末端可以不水平。D.需使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应当多一些。E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来。如图（4.5-1）所示，用小锤打击弹性金属片后，B 球沿水平方向抛出，同时 A 球被松开，自由下落。则：可以看到的现象是：_。可以得出结论是：_。如图（4.5-2）所示，A、B 两球分别从各自的斜槽上相同的高度由静止滑下，不计一切阻力。离开斜槽后 A 球做平抛，B 球继续做匀速直线运动。则：可以看到的现象是：_。可以得出结论是：_。tvx021gyygx20图（4.5
3、-1）A BB图（4.5-2）A【重点难点】：一典型例题：例题 1：某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置，如图（4.5-3）所示。在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画） ，木板上固定一张较大的白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点，在桌子边缘钢球经过的地方挂一条重锤线。已知平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在此前提下，为探究钢球水平分运动的特点，该同学进行了如下实验操作：调节木板使之处于水平面上，并记下重锤线在白纸上的投影点 O。调节木板的
4、高度，使木板上表面离开水平桌面的距离为y。让小球多次从斜面上某一位置 P 无初速度滚下，小球在白纸上打出一团落点。调节木板的高度，使木板上表面离开桌面的距离依次为 4y 和 9y，重复前面的操作，在白纸上得到两团落点。取下白纸，分别用尽量小的圆将各团落点圈起，所得圆心就是各高度下的平均落点，分别记作 A、B、C，如图（4.5-4）所示。用刻度尺测出各落点到投影点 O 的距离x1、x 2、x 3。则 x1：x 2：x 3 的比值在以下选项中较符合实际的是：（ ）A.1：2：3 B.2：3：4 C.1：4：9 D.1：1.2：1.6例题 2：为描绘出平抛运动的轨迹，某同学设计了以下实验，每隔相等的
5、时间 T 就将一个同样大小的小球从斜槽轨道上 P 位置处由静止释放，这样，在同一时刻，会有多个小球同时在空中运动，该同学认为，由于每个小球平抛运动的轨迹是重合的，因此，只要在同一张底片上拍摄下某一时刻各小球的位置，将各小球位置用平滑的曲线连接起来就得到了小球平抛运动的轨迹。在重复多次实验后，终于得到了一张如图（4.5-5）所示的照片，图中坐标原点恰好是小球刚要水平抛出时球心的位置。照片中有一个与 C 球相邻的小球 D，则在图示时刻，小球 D 的位置坐标（x，y）为：（ ）A.(55cm，75cm) B.(60cm，80cm) C.(60cm，75cm) D.(65cm，85cm) 二课堂练习：
6、利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（4.5-6） （a）所示，在悬点O 正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN 为水平木板，已知悬线长为 L，悬图（4.5-5）0 10 20 30 40 501020304050 y/cmx/cmPABC（b）s2/m2cos01.02.00.5 1.0图（4.5-6）（a）OAPv0O CM N图（4.5-3）钢球复写纸重锤图（4.5-4）O A B Cx1x2x3dcba图（4.5-7）点到木板的距离 OO=h（hL） 。电热丝 P 必须放在悬点正下方的理由是：_；将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的 C
7、 点，OC=s ，则小球做平抛运动的初速度为 v0=_；在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角 ，小球落地点与 O点的水平距离 s 将随之改变，经过多次实验，以 s2 为纵坐标、cos 为横坐标，得到如图（b）所示图象。则当 =30 0 时，s 为_m ；若悬线长 L=1.0m，悬点到木板间的距离 OO 为_m。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。若小球在平抛运动途中的几个位置如图（4.5-7）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_m/s(g=9.8m/s2)【
8、巩固练习】：某同学在做平抛运动实验时得到了如图（4.5-8）所示的物体运动轨迹，a、b、c 三点的位置在运动轨迹上已经标出，则：小球平抛的初速度为_m/s(g=10m/s 2)。b 点速度为_m/s。试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法，提供的实验器材有：弹射器（含弹丸，见图（4.5-9） ） 、铁架台（带有夹具） 、米尺。画出实验示意图；指出在安装弹射器时应注意的事项；指出实验时需要测量的量（在图中用字母标明） ；由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是什么？推导出初速度的计算公式。弹射器图（4.5-9）图（4.5-8）abc0 20 401030x/cmy/cm
