2012届高考一轮复习学案：4.7实验：探究平抛运动的规律

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1、第7课时　实验：探究平抛运动的规律　　　　　　　　　　　　　基础知识归纳1.实验目的(1)用实验方法描出平抛物体的运动轨迹.(2)从实验轨迹求平抛物体的初速度.2.实验原理平抛物体的运动可以看做是两个分运动的合运动：一是水平方向的　匀速直线运动　，另一个是竖直方向的　自由落体运动　.令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系，测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值，利用公式y＝gt2，求出小球的　飞行时间t　，再利用公式　x＝vt　，求出小球的水

2、平分速度，即为小球做平抛运动的初速度.3.实验器材斜槽，竖直固定在铁架台上的木板，白纸，图钉，小球，有孔的卡片，刻度尺，重垂线.4.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，就表明水平已调好.(2)调整木板：用悬挂在槽口的重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.然后把重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

3、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心在白纸上的水平投影点O，O点即为坐标原点.(4)描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，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即得小球做平抛运动的轨迹.(5)计算

4、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，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，用公式x＝v0t和y＝gt2计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值.重点难点突破一、“研究平抛运动”实验中应注意的事项1.实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平，木板必须处在竖直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.小球必须每次从斜槽上同一位置滚下，即在斜槽上固定一个挡板(不要用手放).3.坐标原点(小球做平抛运动

5、的起点)不是槽口的端点，应是小球在槽口时，小球的球心在木板上的水平投影点，即端点上r(小球半径)处.4.要在斜轨上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由图板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差.5.要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可以使结果的误差较小.二、“研究平抛运动”实验中的误差分析1.安装斜槽时，其末端切线不平而产生误差.2.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点，实际上应以球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点.3.数据测量时，测量不准确而产生误差

6、.4.确定小球位置不准确而产生误差.典例精析1.实验步骤操作的规范性【例1】下面是利用教材中的装置做“研究平抛物体的运动”的实验步骤，在这些实验步骤中有错误或不足，需要修改的是　　　　　　　　　　　　　，将这些实验步骤按正确的顺序排列为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.A.从斜槽上某一点释放小球，它离开槽后在空中做平抛运动.在小球运动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孔的边缘，然后在白纸上记下孔中央的位置；B.以斜槽末端作为平抛运动的起点O，在白纸上标出O点的位置；C

7、.取下白纸，在纸上画出与竖直线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，就得到了平抛运动的轨迹.由于确定各点位置时有误差，所画的曲线可不通过个别偏差大的点，但必须保证曲线光滑，不能有小范围的凸起和凹陷.E.从斜槽上不同点释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点；F.在曲线上取几个点(不必是步骤A、E中确定的点)，测出它们的坐标x、y，分别求出小球的初速度，最后算出平均值作为实验测出的平抛运动的初速度；G.靠目测在纸上画出过O点向下的竖直线Oy；H.将白纸用图钉钉在

8、竖直的木板上，在木板上的左上角固定斜槽.【解析】B中O点应是球心的位置而不应以斜槽末端为平抛起点；E中应让小球每次从斜槽上同一点释放；G中Oy不能靠目测，应由重垂线确定Oy轴；H中还应检验斜槽末端的切线是否水平.【答案】B、E、G、H；H、G、B、A、E、C、D、F【思维提升】理解实验中的步骤及应注意的地方是解本题的关键.【拓展1】在做“研究平抛物体的运动”的实验中，让小球依次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹，为了能够准确地描绘出运动的轨