5.3 实验：研究平抛运动 学案
1. 记住描迹法实验的器材、步骤和注意事项. 2. 记住?y?gT2 、v0?一、实验器材
斜槽、木板、坐标纸、图钉、小球、刻度尺、重锤线、铅笔． 二、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处， 能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平程度已调好．
(2)调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向，使小球滚下飞出槽口后的轨迹平面跟板面平行，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)确定坐标原点及坐标轴：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点即为坐标原点．从O点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴.
(4)描绘运动轨迹：将小球从斜槽的某一位置由静止滚下，先用眼睛粗略确定小球在某一x值处的y值，然后使小球同一位置由静止滚下，用铅笔较准确地确定小球通过的位置，并在坐标纸上记下这一点，以后依次改变x的值，用同样的方法确定其他各点的位置.上取下坐标纸，用平滑的曲线把这些点连起来，即为小球平抛运动的轨迹．
三、注意事项
(1)实验中必须保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度水平. ．．
(2)木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不．．接触．
(3)小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下，即在斜槽上固定一个挡板． ．．．．
(4)要在斜槽上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由木板左上角到达右下角，这样可以减少测量误差．
(5)坐标原点不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的投影点． ．．．
(6)在轨迹曲线上选点时，应选离坐标原点稍远一些的点用以测量计算，这样可减小误差． ．．．．求平抛初速度的两种情况： 1.已知抛出点：利用t?y?y2x、vy?1，会求初速度、瞬时速度. T2Tx2y和v0?计算； tgx计算. T22. 不知抛出点：利用?y?gT和v0?
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例1．下列各情况中不会对实验产生误差的是（ ） A．小球与槽间有摩擦
B．小球飞离斜槽后受到空气的阻力 C．小球每次飞过竖直板时与板有摩擦 D．小球每次释放的高度不同 E．斜槽末端的切线不水平
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 (取g=9.8m/s2)。
例3．某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图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，g=10m/s2，则： (1)小球平抛运动的初速度v0= m/s (2)小球经过b点时的速度vB= m/s (3)开始做平抛运动的位置坐标x= cm，y= cm
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5.3 实验：研究平抛运动 练习
1．在做“研究平抛物体的运动”实验之前，必须调整实验装置，下列操作必要且正确的是（ ） A．将斜槽的末端切线调成水平
B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C．在坐标纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点 D．测出平抛小球的质量
2．在研究平抛运动的实验中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（ ） A．保证小球飞出时，速度每次都相同 B．保证小球飞出时，初速度水平
C．保证小球运动的轨迹是一条抛物线 D．保证小球在空中运动的时间每次都相等
3．下列因素会使“研究平抛物体的运动”实验的误差增大的是（ ） A．小球与斜槽之间有摩擦 B．安装斜槽时其末端不水平
C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
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
4．一个学生在“研究平抛物体运动”的实验中描出了如图所示的几个实验点，其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是（ ） A．小球滚下的高度较其它各次高 B．小球滚下的高度较其它各次低
C．小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍 D．小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度
5．利用实验室的斜面小槽等器材装配图甲所示的装置．钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动．每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动的轨迹是一定的，设法用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹．
(1)某同学在安装实验装置和进行其余的操作时都准确无误，他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示．他的错误之处是____________________________________．
(2)该同学根据自己所建立的坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点(x，y)，运用公式
v0?xg求小球的初速度v0，测得平抛初速度值与真实值相比________．(填“偏大”或“偏小” ) 2y
6．某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图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，g=10m/s2，则： (1)小球平抛运动的初速度v0= m/s (2)小球经过b点时的速度vb= m/s (3)开始做平抛运动的位置坐标x= cm，y= cm
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7．在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处．使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并 在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口方向平移距离x，再使小球从斜槽 上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离 槽口方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹 C.若测得木板每次移动距离均为x＝10.00 cm.A、B间距离y1＝4.78 cm， B、C间距离y2＝14.58 cm，g取9.80 m/s2
(1) 根据以上直接测量的物理量求得小球初速度为v0＝___________(用题中所给字母表示)． (2)小球初速度的测量值为___________ m/s.
8．某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图所示．在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：
A．实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且ab＝bc，如图实－8所示．量出ab
长度L＝20.00 cm.
B．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板
离桌面的高度h1＝70.00 cm.
C．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板
离桌面的高度h2＝80.00 cm.
D．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板
离桌面的高度h3＝100.00 cm.
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0＝________ m/s，钢球击中b点时其速度大小为vb＝________ m/s.(已知g＝10 m/s2，空气阻力不计，结果保留三位有效数字)
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