《山东高考》一轮复习教师用书2021 第4章 实验5　探究平抛运动的特点

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实验五　探究平抛运动的特点
一、实验目的
1．用实验与理论进行探究、分析，认识平抛运动的规律。
2．用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。
3．根据平抛运动的轨迹确定平抛物体的初速度。
二、实验原理
平抛运动可看作两个分运动的合成：一个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，则水平方向上有 x＝v0t，竖直方向上有 y＝
gt2，令小球做平抛运动，利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹，建立坐标系，
测量出 x、y，再利用公式可得初速度 v0＝x。
三、实验器材
斜槽、竖直固定在铁架台上的木板、铅笔、白纸、图钉、小球、刻度尺、重锤线。
四、实验步骤
甲　　　　　　 乙
1．按图甲安装实验装置，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，如实验原理图乙所示。
五、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
1
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：图象法
建立 yx2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的值，在 yx2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。
2．计算平抛运动的初速度
(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)
在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移 x及竖直位移 y，就可求出
初速度 v0。因 x＝v0t，y＝gt2，故 v0＝x。
(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)
如图所示，在轨迹上任取三点 A、B、C，使 A、B间及 B、C间的水平距离相
等，由平抛运动的规律可知，A、B间与 B、C间所用时间相等，设为 t，
则Δh＝hBC－hAB＝gt2
所以 t＝，
所以初速度
v0＝＝x。
六、误差分析
1．斜槽末端没有调节成水平状态，导致初速度不水平。
2．坐标原点不够精确等。
七、注意事项
1．固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度水平。
2．固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平
面平行，固定时要用重锤线检查坐标纸竖线是否竖直。
3．小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置
固定一个挡板。
4．要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹
由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差。
5．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。
6．计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和
2
摘要：

实验五　探究平抛运动的特点一、实验目的1．用实验与理论进行探究、分析，认识平抛运动的规律。2．用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。3．根据平抛运动的轨迹确定平抛物体的初速度。二、实验原理平抛运动可看作两个分运动的合成：一个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，则水平方向上有x＝v0t，竖直方向上有y＝gt2，令小球做平抛运动，利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹，建立坐标系，测量出x、y，再利用公式可得初速度v0＝x。三、实验器材斜槽、竖直固定在铁架台上的木板、铅笔、白纸、图钉、小球、刻度尺、重锤线。四、实验步骤甲　　　　　　乙1．按图甲安装实验装置，使斜槽末端水平。2．以水平槽...

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