5.3 实验：探究平抛运动的特点（解析版）-2021-2022学年高一物理同步考点专题训练（人教版2019）

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5.3　探究平抛运动的特点
一、抛体运动和平抛运动
1．抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用的运动．
2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动．
3．平抛运动的特点：
(1)初速度沿水平方向；
(2)只受重力作用．
二、实验目的
探究物体做平抛运动的特点，即物体的速度和位移随时间的变化关系．
三、实验思路
1．基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体
在这两个方向的运动特点．
2．平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动．
四、进行实验
方案一：频闪照相(或视频录制)的方法
(1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图 1所示)；
图1
(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；
(3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置；
(4)测量出经过 T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；
(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.
抛出时间 T2T3T4T5T
水平位移
竖直位移
结
论
水平分运动特点
竖直分运动特点
方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律
步骤 1：探究平抛运动竖直分运动的特点
图2
(1)如图 2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时 B球被释放，做自由落体运动．观察两
球的运动轨迹，听它们落地的声音．
(2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变 A球的初速度，发现两球仍同时落地，说明平抛
运动在竖直方向的分运动为自由落体运动．
步骤 2：探究平抛运动水平分运动的特点
1．装置和实验
(1)如图 3所示，安装实验装置，使斜槽 M末端水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背
板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板．
图3
(2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行．钢球落到倾斜的
挡板 N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹．
(3)上下调节挡板 N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，
在白纸上记录钢球所经过的多个位置．
(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点 O，过 O点画出竖直的 y轴和水平的 x轴．
(5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹．
(6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为 y、4y、9y…的点，即各点之间的
时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点．
(7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向位移相等，平抛运动水平方向为匀速直线运动．
2．注意事项
(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，
若小球静止，则斜槽末端水平)．
(2)背板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直．
(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同．
(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点．
(5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜．
【经典例题 1】（安徽省合肥市第十一中学2019-2020 学年高一（下）期末考试物理试题） 如图，是“研
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