2025年高考物理一轮复习（人教版）实验五 探究平抛运动的特点.pdfVIP

第3课时实验五：探究平抛运动的特点

【目标要求】1.知道平抛运动的轨迹是抛物线，能熟练操作器材，会在实验描绘其轨迹。2.

会通过描绘的平抛运动轨迹计算物体的初速度。

考点一实验技能储备

1.实验思路

用描迹法逐点画出小钢球做平抛运动的轨迹，判断轨迹是否为抛物线并求出小钢球的初速度。

2.实验器材

末端水平的斜槽、背板、挡板、复写纸、白纸、钢球、刻度尺、重垂线、三角板、铅笔等。

3.实验过程

(I)安装、调整背板：将白纸放在复写纸下面，然后固定在装置背板上，并用重垂线检查背板

是否竖直。

(2)安装、调整斜槽：将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查斜槽末端是否H平,

也就是将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能静止在直轨道上的任意位置,则表明斜槽末

端已调水平，如图。

(3)描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽末端飞出开始做平抛

运动，小球落到倾斜的挡板上，挤压复写纸，会在白纸上留下印迹。取下白纸用平滑的曲线

把这些印迹连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹。

(4)确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽木端处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O,从坐

标原点。画出竖直向下的)，轴和水平向右的x轴。

4.数据处理

(1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线

如图所示，在x轴上找出等距离的几个点4、4、4…，把线段04的长度记为/,则。42

=21,043=3/,由4、A2、A3…向下作垂线，与轨迹交点分别记为Mi、M?、M3…，若轨迹

是一条抛物线，则各点的y坐标和x坐标之间应该满足关系式了=。『(。是待定常量)，用刻度

尺测量某点的x、y两个坐标值代入求出小再测量其他几个点的X、3，坐标值，代入)，

=加，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线。

(2)计算平抛运动物体的初速度

情景1：若原点。为抛出点，利用公式X=oof和3=%户即可求出多个初速度如=仁/(，最

后求出初速度的平均值，就是做平抛运动的物体的初速度。

情景2：若原点。不是抛出点

①在轨迹曲线上取三点A、B、C,使以8=X8c=x，如图所示。A到8与8到C的时间相等,

设为兀

②用刻度尺分别测出划、、贝U有)R?=)0一),八，ync=yc—yR

③我一划8=2，且。o7=x，由以上两式得如=八/,三，。

yoc-yAB

5.注意事项

(1)固定斜槽时，要保证斜槽末端的线水平，以保证小球的初速度水平,否则小球的运动就

不是平抛运动了。

(2)小球每次从槽中的同一位置由静止释放，这样可以确保每次小球抛出时的速度相等。

(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，球的球心在背板

上的水平投影点。

例【11用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢

球沿斜槽轨道PQ滑下后从。点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，

钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如

此重复，白纸.上将留下一系列痕迹点。

(I)下列实验条件必须满足的有。

A.斜槽轨道光滑

B,斜槽轨道末端水平

C.挡板高度等间距变化

D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

(2)为定量研究，建立以水平方向为％轴、竖直方向为y轴的坐标系。

a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上

端”“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时(选填“需

要”或者“不需要”)y轴与重垂线平行。

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图所示，在轨迹上取A、

C三点，48和