高中物理平拋運動實驗

1、實驗：研究平拋運動實驗：研究平拋運動實驗目的：實驗目的：f用實驗方法描出平拋物體的運動軌跡f用實驗軌跡求平拋物體的初速度思考：如何通過實驗方法獲得平拋運動運動思考：如何通過實驗方法獲得平拋運動運動軌跡？軌跡？f閱讀書： 實驗儀器:斜槽,白紙,圖釘,木板,有孔的卡片,小球,刻度尺,重錘線閱讀課文，回答問題：閱讀課文，回答問題：f如何檢驗水平槽是否水平？如何檢驗水平槽是否水平？f坐標原點是在槽口端點嗎？坐標原點是在槽口端點嗎？f為什么要強調小球每次都要從同為什么要強調小球每次都要從同一位置無初速釋放？一位置無初速釋放？f如何描出小球經過的位置如何描出小球經過的位置 ？簡述實驗步驟簡述實驗步驟1.1

2、.安裝實驗器材安裝實驗器材2.2.檢驗帶斜槽的木板是否水平檢驗帶斜槽的木板是否水平, ,坐標紙上坐標紙上豎線是否豎直豎線是否豎直3.3.在坐標紙上建立直角坐標系在坐標紙上建立直角坐標系4.4.由一固定位置無初速釋放小球由一固定位置無初速釋放小球, ,描點描點5.5.處理實驗數據處理實驗數據( (根據平拋運動特點算初根據平拋運動特點算初速度速度) )數據分析數據分析f1.怎樣判斷實驗曲線是一條拋物線？y1y2y42axy 如果是拋物線，各點坐標應滿足關系式數據分析數據分析f2.怎樣計算平拋運動的初速度？y1y2y4 根據平拋運動規(guī)律練習練習：f（1 1）在做）在做“研究平衡運動研究平衡運動”實驗

3、中應實驗中應采 取 下 列 哪 些 措 施 減 小 誤 差 ？采 取 下 列 哪 些 措 施 減 小 誤 差 ？（ ）fA A斜槽軌道必須光滑斜槽軌道必須光滑fB B斜槽水平軌道必須水平斜槽水平軌道必須水平fC C每次要平衡摩擦力每次要平衡摩擦力fD D小球每次應從斜槽同一高度釋放小球每次應從斜槽同一高度釋放BDf（4 4）圖為平拋球）圖為平拋球閃光照片，閃光頻閃光照片，閃光頻率為每秒率為每秒2020次，則次，則由照片求出球的初由照片求出球的初速度為（速度為（ ）fA A0.75m/s0.75m/sfB B1.00m/s1.00m/sfC C1.50m/s1.50m/sfD D0.38m/s0

4、.38m/sA一、實驗目的一、實驗目的1用實驗方法描出平拋物體的運動軌跡。用實驗方法描出平拋物體的運動軌跡。2從實驗軌跡求平拋物體的初速度。從實驗軌跡求平拋物體的初速度。二、實驗器材二、實驗器材斜槽，鐵架臺，木板，白紙，小球，圖釘，斜槽，鐵架臺，木板，白紙，小球，圖釘，鉛筆，鉛筆，有孔的卡片有孔的卡片，刻度尺，重錘線。，刻度尺，重錘線。xvt 212ygt 三、實驗原理三、實驗原理 用描跡法用描跡法 平拋物體的運動可以看作是兩個分運動的合運平拋物體的運動可以看作是兩個分運動的合運動：一是水平方向的勻速直線運動，另一個是動：一是水平方向的勻速直線運動，另一個是豎直方向的自由落體運動。令小球做平拋

5、運動，豎直方向的自由落體運動。令小球做平拋運動，利用描跡法描出小球的運動軌跡，即小球做平利用描跡法描出小球的運動軌跡，即小球做平拋運動的曲線，建立坐標系。拋運動的曲線，建立坐標系。測出曲線上的某一點的坐標測出曲線上的某一點的坐標x和和y，根據重力加，根據重力加速度速度g的數值、利用公式的數值、利用公式 求出小球飛行求出小球飛行時間時間t，再利用公式，再利用公式 ，求出小球的水平分，求出小球的水平分速度速度 ，即為小球做平拋運動的初速度。，即為小球做平拋運動的初速度。2gvxh 四、實驗步驟四、實驗步驟1、安裝調整斜槽：用圖釘、安裝調整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木把白紙釘在豎直板上，在木

6、板的左上角固定斜槽，可用板的左上角固定斜槽，可用平衡法調整斜槽，即將小球平衡法調整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水的任意位置靜止，就表明水平已調好。平已調好。2、調整木板：用懸掛在槽口的、調整木板：用懸掛在槽口的重錘線重錘線把木板調把木板調整到整到豎直豎直方向、并使木板平面與小球下落的豎方向、并使木板平面與小球下落的豎直面直面平行平行。然后。然后把重錘線方向把重錘線方向記錄到釘在木板記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復實驗的過程中，的白紙上，固定木板，使在重復實驗的過程中，木板與斜槽的相

7、對位置保持不變。木板與斜槽的相對位置保持不變。3、確定坐標原點、確定坐標原點O：把?。喊研∏蚍旁诓劭谔?，用鉛筆記下球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時球心在白紙上的球在槽口時球心在白紙上的水平投影點水平投影點O，O即為坐標即為坐標原點。原點。4描繪運動軌跡：在木板的平面上用手按住卡片，使描繪運動軌跡：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，調整卡片的位置，使從槽卡片上有孔的一面保持水平，調整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣。上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣。 用鉛筆在卡片缺口處的白紙上點個黑點，這就在白用鉛筆在卡片缺口處的白紙上點個黑

8、點，這就在白紙上記下了小球穿過孔時球心所對應的位置。紙上記下了小球穿過孔時球心所對應的位置。 保證小球每次保證小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滑下從斜槽上的同一位置由靜止開始滑下，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。5、計算初速度：取下白紙，以、計算初速度：取下白紙，以O點為原點畫出豎直向點為原點畫出豎直向下的下的y軸和水平向右的軸和水平向右的x軸，用平滑的曲線把這些位置軸，用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運動的軌跡。連接起來即得小球做平拋運動的軌跡。xy 用公式用公式xv0t和和ygt2/2計算出小球的初速度計算出小

9、球的初速度v0，最后計算出最后計算出v0的平均值，的平均值，并將有關數據記入表格內。并將有關數據記入表格內。 在曲線上選取在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個不同的點，六個不同的點，用刻度尺和三角板測出它們的坐標用刻度尺和三角板測出它們的坐標x和和y。五五. .注意事項有：注意事項有：斜槽末端的切線必須水平。斜槽末端的切線必須水平。 方木板必須處在豎直面內且與小球運動軌跡所在方木板必須處在豎直面內且與小球運動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運動靠近圖板但不接觸。的豎直平面平行，并使小球的運動靠近圖板但不接觸。 坐標原點坐標原點(小球做平拋運動的起點小球做平拋運動的起點)不是槽口的端點，不是

10、槽口的端點，應是小球在糟口時球的球心在木板上的水平投影點。應是小球在糟口時球的球心在木板上的水平投影點。如果是用白紙，則應以如果是用白紙，則應以小球在糟口時球的球心在木小球在糟口時球的球心在木板上的水平投影點板上的水平投影點為坐標原點，在斜槽末端懸掛重錘為坐標原點，在斜槽末端懸掛重錘線，先以重錘線方向確定線，先以重錘線方向確定y y軸方向，再用直角三角板軸方向，再用直角三角板畫出水平線作為畫出水平線作為x x軸，建立直角坐標系。軸，建立直角坐標系。每次小球應從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。每次小球應從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。要在平拋軌道上選取距要在平拋軌道上選取距O點遠些的點來計算球

11、的初點遠些的點來計算球的初速度，這樣可使結果的誤差較小。速度，這樣可使結果的誤差較小。 例例1.(1.(19981998年上海年上海) )在做在做“研究平拋運動研究平拋運動”的實驗時，的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡，為了能較準確地描繪運動軌跡，下平拋運動的軌跡，為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：字母填在橫線上： A A通過調節(jié)使斜槽的末端保持水平通過調節(jié)使斜槽的末端保持水平 B B每次釋放小球的位置必須不同

12、每次釋放小球的位置必須不同 CC每次必須由靜止釋放小球每次必須由靜止釋放小球 D D記錄小球位置用的木條記錄小球位置用的木條( (或凹槽或凹槽) )每次必須嚴格地等距每次必須嚴格地等距 離下降離下降 E E小球運動時不應與木板上的白紙小球運動時不應與木板上的白紙( (或方格紙或方格紙) )相觸相觸 F F將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連連 成折線成折線 A C E練習練習1.1.在在“研究平拋物體的運動研究平拋物體的運動”實驗時，已備有下實驗時，已備有下列器材：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽、小球、列器材：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽

13、、小球、刻度尺、鐵架臺，還需要下列器材器材中的：刻度尺、鐵架臺，還需要下列器材器材中的： A A、秒表、秒表 B B、天平、天平 CC、重錘線、重錘線 D D、測力計、測力計 C 練習練習2.2.在研究平拋物體運動的實驗中，如果小球每次在研究平拋物體運動的實驗中，如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，則正確的是從斜槽滾下的初始位置不同，則正確的是 A A小球平拋的初速度不同小球平拋的初速度不同B B小球每次做不同的拋物線運動小球每次做不同的拋物線運動CC小球在空中運動的時間每次均不同小球在空中運動的時間每次均不同D D小球通過相同的水平位移所用時間均不同小球通過相同的水平位移所用時間均不同AB

14、D 練習練習3.3.在研究平拋運動的實驗中，讓在研究平拋運動的實驗中，讓小球多次從斜槽上滾下，在白紙上依小球多次從斜槽上滾下，在白紙上依次記下小球的位置，某甲和某乙得到次記下小球的位置，某甲和某乙得到的記錄紙分別如圖所示，從圖中明顯的記錄紙分別如圖所示，從圖中明顯看出甲的實驗錯誤是看出甲的實驗錯誤是 . .乙的實驗錯誤是乙的實驗錯誤是 . . O甲甲O乙乙槽底不水平槽底不水平 每次釋放小球的高度不同每次釋放小球的高度不同練習練習4.4.下列哪些因素會使本實驗的誤差增大下列哪些因素會使本實驗的誤差增大 （ ）A A小球與斜槽之間有摩擦小球與斜槽之間有摩擦B B建立坐標系時，以斜槽末端端口位置為坐

15、標原點建立坐標系時，以斜槽末端端口位置為坐標原點C C安裝斜槽時其末端不水平安裝斜槽時其末端不水平D D根據曲線計算平拋運動的初速度時在曲線上取作根據曲線計算平拋運動的初速度時在曲線上取作計算的點離原點計算的點離原點O O較遠較遠BC 例例5如圖為某小球做平拋運動時，用閃光照相的如圖為某小球做平拋運動時，用閃光照相的方法獲得的相片的一部分方法獲得的相片的一部分,圖中背景方格的邊長為圖中背景方格的邊長為5cm，g=10m/s2，則，則（1）小球平拋的初速度）小球平拋的初速度vo= m/s（2）閃光頻率）閃光頻率f= H2（3）小球過）小球過A點的速率點的速率vA= m/sABC解解：由自由落體運

16、動規(guī)律，：由自由落體運動規(guī)律，y=gt 2=20.05=0.1mt=0.1s f=10Hzx=v0 t v0 =x/t=30.05/0.1=1.5m/svBy =(y1+y2)/2t = 80.05/0.2=2m/svAy = vBy gt = 2-1 =1m/svA2 = vAy2 + v02 =1+2.25=3.25vA=1.8m/s1.5101.8練習練習6 6、在、在“研究平拋運動研究平拋運動”實驗中，某同學只記錄了實驗中，某同學只記錄了小球運動途中的小球運動途中的A A、B B、CC三點的位置，取三點的位置，取A A點為坐標原點為坐標原點，則各點的位置坐標如圖所示，當點，則各點的位置

17、坐標如圖所示，當g g10 m/s10 m/s2 2時，時，下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ）A.A.小球拋出點的位置坐標是小球拋出點的位置坐標是(0(0，0)0)B.B.小球拋出點的位置坐標是小球拋出點的位置坐標是(-10(-10，-5)-5)C.C.小球平拋初速度為小球平拋初速度為2 2m/sm/s D.D.小球平拋初速度為小球平拋初速度為1 1m/sm/sBD 練習練習7. 7. 在做在做“研究平拋物體的運動研究平拋物體的運動”這一實驗時，下面這一實驗時，下面哪些說法是正確的哪些說法是正確的 A.A.安裝弧形槽時，必須使槽的末端的切線方向保持水平安裝弧形槽時，必須使槽的末端的切線方

18、向保持水平B.B. 進行實驗時，每次都要讓小球從同一位置由靜止釋放進行實驗時，每次都要讓小球從同一位置由靜止釋放C.C. 小球與槽的摩擦不可避免，但這不影響實驗結果小球與槽的摩擦不可避免，但這不影響實驗結果D.D.為了得到實驗結果，不要忘記用天平稱出小球的質量為了得到實驗結果，不要忘記用天平稱出小球的質量AB練習練習8 8、一學生做、一學生做“研究平拋物體的運動研究平拋物體的運動”實驗時，實驗時，畫運動軌跡只在白紙上畫出了與初速度平行的畫運動軌跡只在白紙上畫出了與初速度平行的OxOx軸，軸，忘了畫坐標原點和忘了畫坐標原點和OyOy軸，而且也只畫出了中間一部分軸，而且也只畫出了中間一部分軌跡，如

19、圖所示如何只用一刻度尺得出小球的初速軌跡，如圖所示如何只用一刻度尺得出小球的初速度度( (不需測實際數據只用物理量的符號代表所測量不需測實際數據只用物理量的符號代表所測量) )測量方法：測量方法：( (簡答簡答)_)_得到的得到的v v0 0=_=_解析解析: :任取水平間距相等的三任取水平間距相等的三點點1 1，2 2，3 3，如圖示，測量水，如圖示，測量水平間距平間距s s，豎直間距，豎直間距h h1 1、H H2 2021gvshh 練習練習9.9.某學生在某學生在研究平拋運動研究平拋運動的實驗中有如下操作步驟，的實驗中有如下操作步驟，試按合理的順序將步驟序號填在下面的線上：試按合理的順

20、序將步驟序號填在下面的線上：_A A用鉛筆在白紙上記下拋出點位置用鉛筆在白紙上記下拋出點位置OO；B B取下白紙，用平滑曲線連接小球依次通過的各點，得出平取下白紙，用平滑曲線連接小球依次通過的各點，得出平拋運動軌跡；拋運動軌跡；CC用重錘線和直尺畫出過用重錘線和直尺畫出過OO點的豎直線點的豎直線oyoy；D D用三角板畫出過用三角板畫出過OO點的水平線點的水平線oxox；E E安裝斜槽，并使槽的末端切線沿水平方向；安裝斜槽，并使槽的末端切線沿水平方向；F F每次都從斜槽的定位卡處由靜止釋放小球，并用鉛筆在白每次都從斜槽的定位卡處由靜止釋放小球，并用鉛筆在白紙上依次記下小球通過各點的位置；紙上依

21、次記下小球通過各點的位置；GG將白紙釘在木板上，并豎直固定木板；將白紙釘在木板上，并豎直固定木板；H H在平拋運動軌跡上取在平拋運動軌跡上取A A、B B、CC三點，用三角板和刻度尺，三點，用三角板和刻度尺，分別量出三點的水平位移分別量出三點的水平位移x x和豎直位移和豎直位移y y；I I利用水平和豎直位移利用水平和豎直位移x x、y y，計算三次平拋的初速，計算三次平拋的初速VoVo，再求，再求出三次的平均值作為測量最后結果；出三次的平均值作為測量最后結果；E、G、A、D、C、F、B、H、I練習練習5.(955.(95年高考年高考) )在研究平拋物體運動的實驗中，在研究平拋物體運動的實驗中

22、，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l l1.25cm1.25cm，若小球在平拋運動中先后經過的幾個位，若小球在平拋運動中先后經過的幾個位置如圖中的置如圖中的a a、b b、c c、d d所示，則小球平拋的初速所示，則小球平拋的初速度的計算式為度的計算式為v v0 0( (用用ll、g g表示表示) )，其值是其值是 (g(g取取9.8m9.8ms s2 2) )dabc解析：由平拋運動規(guī)律解析：由平拋運動規(guī)律y=gT 2= lx=v0 Tgl2 v0 = x/T=2l /T=代入數字代入數字 l = 1.25cm=1/80 m得到得到 v0

23、=0.70m/s gl20.70m/s練習練習6. 6. 如圖如圖(a)“(a)“是研究平拋運動是研究平拋運動”的實驗裝置圖，的實驗裝置圖，(b)(b)是實驗是實驗后在白紙上作的圖后在白紙上作的圖(1)(1)在在(a)(a)圖上標出圖上標出OO點及點及OXOX，OYOY軸，并說明這兩條坐標軸是如軸，并說明這兩條坐標軸是如何作出的答：何作出的答：_(2)(2)固定斜槽軌道時應注意使固定斜槽軌道時應注意使_(3)(3)實驗過程中需經過多次釋放小球才能描繪出小球平拋運動的實驗過程中需經過多次釋放小球才能描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗中應注意軌跡，實驗中應注意_(4)(4)計算小球平拋初速度的公式為計

24、算小球平拋初速度的公式為V Vo o=_=_，根據圖，根據圖(b)(b)給出的數據，給出的數據，可計算出可計算出V Vo o=_m/s=_m/s利用重錘線作利用重錘線作OYOY軸，再垂直于軸，再垂直于OYOY作作OXOX軸軸斜槽末斜槽末端切線水平端切線水平每次都從同一高度處無初速度滾下每次都從同一高度處無初速度滾下2gxy1.61.6例例3.3.一個同學在一個同學在研究平拋物體的運動研究平拋物體的運動實驗中，只實驗中，只畫出了如圖所示的一部分曲線，于是他在曲線上取水畫出了如圖所示的一部分曲線，于是他在曲線上取水平距離平距離 S S相等的三點相等的三點A A、B B、CC，量得，量得 S=0.2

25、mS=0.2m。又量。又量出它們之間的豎直距離分別為出它們之間的豎直距離分別為h1=0.1mh1=0.1m，h2=0.2mh2=0.2m，利用這些數據，可求得：利用這些數據，可求得：（1 1）物體拋出時的初速度為）物體拋出時的初速度為 m/sm/s；（2 2）物體經過）物體經過B B時豎直分速度為時豎直分速度為 m/sm/s；（3 3）拋出點在）拋出點在A A點上方高度為點上方高度為 mm處。處。解析解析:(1):(1)先求先求T, T,據據221hhgT求得求得:T=0.1s:T=0.1s00.2/0.1Svm sT =2m/s（2 2）120.3/22 0.1Bhhvm sT =1.5m/

26、s（3 3）設拋出點在）設拋出點在A A點上方高度為點上方高度為h,h,下落到點下落到點A A的時間為的時間為t t, ,則有則有: :211()2hhg tT 2211(2 )2hhhg tT 由此兩式可求得由此兩式可求得h=0.0125mh=0.0125m若只有米尺，將玩具手槍子彈從某一高度處水平射若只有米尺，將玩具手槍子彈從某一高度處水平射出，用米尺測量射出時離地面的高度出，用米尺測量射出時離地面的高度h h和水平射程和水平射程s s，則子彈初速度則子彈初速度hgstsv20例例4.利用手頭的常用儀器，粗略測定玩具手槍子彈射利用手頭的常用儀器，粗略測定玩具手槍子彈射出時的初速度。除玩具手

27、槍外，所給的測量儀器為：出時的初速度。除玩具手槍外，所給的測量儀器為：只有秒表；只有米尺。只有秒表；只有米尺。解：若只有秒表，將玩具手槍從地面豎直向上發(fā)射子解：若只有秒表，將玩具手槍從地面豎直向上發(fā)射子彈，用秒表記下從發(fā)射到子彈落會地面所用的時間彈，用秒表記下從發(fā)射到子彈落會地面所用的時間t t，則，則子彈上升的時間為子彈上升的時間為t/2t/2，故子彈初速度，故子彈初速度v v0 0=gt/2=gt/2。0505年南京質量檢測二年南京質量檢測二11(2)11(2)、某同學設計了一個研究平拋運動的實驗裝置，如圖。某同學設計了一個研究平拋運動的實驗裝置，如圖。在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球從斜

28、面上由靜在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過桌邊后便做平拋運動。在鋼球拋止?jié)L下，鋼球滾過桌邊后便做平拋運動。在鋼球拋出后經過的地方放置一塊水平木板，木板由支架固出后經過的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過豎直標尺讀出，木定成水平，木板所在高度可通過豎直標尺讀出，木板可以上下自由調節(jié)。在木板上固定一張白紙。該板可以上下自由調節(jié)。在木板上固定一張白紙。該同學在完成裝置安裝后進行了如下步驟的實驗：同學在完成裝置安裝后進行了如下步驟的實驗：鋼球OabcA實驗前在白紙上畫一條直線，并在線上標出實驗前在白紙上畫一條直線，并在線上標出a、b、c三點，且三點

29、，且abbc，如圖。量出，如圖。量出ab長度長度L=20.00cm。 B讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中板高度，使得鋼球正好擊中a點，記下此時木板離桌點，記下此時木板離桌面的高度面的高度h170.00cm。C讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中板高度，使得鋼球正好擊中b點，記下此時木板離桌點，記下此時木板離桌面的高度面的高度h280.00（cm）。）。D讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中板高度，使得鋼球正好擊中c點，記下此時木板離桌點，記下此時木板離桌面的高度面的高度h3100.00cm。則該同學由上述測量結果。則該同學由上述測量結果即可粗測出鋼球的平拋初