2.3 科学探究：平抛运动的特点 学案 -2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

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第 3 节　科学探究：平抛运动的特点 学案
学习目标：
1.描绘物体做平抛运动的轨迹并分析其特点。
2.根据平抛运动的轨迹求平抛初速度。
基础知识：
一、实验原理和方法
1．利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹．
2．建立坐标系，如果轨迹上各点的 y坐标与 x坐标间的关系具有 y＝ax2的
形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线．
3．测出轨迹上某点的坐标 x、y，根据 x＝v0t，y＝gt2得初速度 v0＝x.
二、实验器材
斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、铅垂线、三角板、铅笔、
刻度尺．
三、实验步骤
1．按图甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平．
2．以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点 O，过 O点画出竖直的 y
轴和水平的 x轴．
3．使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置
上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．用同样方法，在
小球运动路线上描下若干点．
4．将白纸从木板上取下，从 O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的
曲线，如图乙所示．
四、数据处理
1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
(1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角
坐标系后，轨迹上各点的坐标具有 y＝ax2的关系，且同一轨迹上 a是一个特定
的值．
(2)验证方法
方法一：代入法
用刻度尺测量几个点的 x、y坐标，分别代入 y＝ax2中求出常数 a，看计算
得到的 a值在误差范围内是否为一常数．
方法二：图像法
建立 y x2坐标系，根据所测量的各个点的 x、y坐标值分别计算出对应 y值
的x2值，在 y x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线
的斜率即为 a值．
五、误差分析
1．仪器安装时，未检查斜槽末端是否水平会造成系统误差．
2．描点不准确，测量水平位移和竖直位移不准确会造成偶然误差．
六、注意事项
1．实验中必须调整斜槽末端的切线水平(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．方木板必须处于竖直平面内，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滚下．
4．坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点．
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．
6．在轨迹上选取离坐标原点 O点较远的一些点来计算初速度．
典例 1、(1)在做“研究平抛运动”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有________。
A.游标卡尺　B.秒表　C.坐标纸　D.天平　E.弹簧测力计　F.重垂线
(2)(多选)实验中，下列说法正确的是________。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
D.斜槽轨道末端可以不水平
(3)(多选)引起实验结果偏差较大的原因可能是________。
A.安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平
B.确定 Oy 轴时，没有用重垂线
C.斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦
D.空气阻力对小球运动有较大影响
解析　(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置，描绘小球的运动轨迹，需要
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