4实验：研究平抛运动
学习目标
1、知道常见的几种获取平抛运动轨迹的方法；
2、掌握判断平抛运动的轨迹是不是抛物线方法；
3、会根据平抛运动的轨迹计算平抛物体的初速度； 学习重点难点: 由实验理论分析探究平抛运动轨迹、初速度。 知识回顾
1、平抛运动的定义： ；
2、条件： ；
3、特点： ；
新课教学
一、常见的几种获取平抛运动轨迹的方法：学生自主学习课本14页参考案例
①
②
③
二、实验原理
平抛运动可以看作是两个分运动的和运动；一个水平方向的____________ ，其速度等于平抛物体运动的________；另一个是竖直方向的___________ ，通过实验确定作平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标，利用公式_________
和__________
就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的速度v0=__________ .
三、实验器材：斜槽轨道、小球、木板、白纸、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等.
四、实验步骤
描绘平抛运动的轨迹，建立水平、竖直的直角坐标系，通过研究水平和竖直两个方向的位移时间关系，获得各分运动的确切情况。
实验步骤：
1.安装斜槽轨道，使其末端保持水平；
检查斜槽末端部分是否水平的方法 。
2.固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线呈水平方向；
检验坐标纸是否竖直的方法： 。
3.建立直角坐标系xoy：以小球做平抛运动的起点0为坐标原点，从坐标原点0画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
确定坐标原点o的方法是： 4．让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下，由0点开始做平抛运动。先用眼睛粗略地估计小球在某一x值处(如x=1 cm或2 cm等)的y值，然后用铅笔尖指着这个位置，让小球从原释放处开始滚下，看是否与铅笔尖相碰，如此重复数次，较准确地确定小球通过的这个位置，并在坐标纸上记下这一点。
5．依次改变x值，用与(4)同样的方法确定小球通过其他各点的位置。
6．取下坐标纸，用刻度尺过0点画出y轴和z轴[当第(3)步未进行时]，将(4)(5)中所描出的各点用平滑曲线连接起来，这就画出了小球做平抛运动的轨迹曲线(所画曲线可不通过个别偏差大的点，但必须保持曲线平滑，不允许出现凹陷处)。
五、实验过程注意事项：
1 （1）固定斜槽时，必须注意使通过斜槽末端点的切线保持水平，以使小球离开斜槽后做平抛运动。
(2)木板必须处在竖直面内，与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，使小球的运动靠近图纸但不接触。
(3)在斜槽上设定位卡板，使小球每次都从定位卡板所确定的同一位置由静止开始滚下，以保证重复实验时，小球做平抛运动的初速度相等。 (4)应在斜槽上适当的高度处释放小球，使小球能以适当的水平速度抛出，其运动轨迹由图板左上角到右下角。这样可以充分利用坐标纸，减小测量误差。
（5）由平抛运动方程求小球平抛的初速度时，应在平抛轨迹上选取离坐标原点0较远的点的坐标数据来进行计算，这样既便于测量又减小了误差。
六、数据处理
1，思考如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线；
2、如何计算平抛物体的初速度？
七、误差分析
(1)安装斜槽时，其末端切线不水平，造成小球并非做平抛运动，测量的数据不准确。
(2)建立直角坐标系时，误以斜槽末端端口位置为坐标原点(实际上应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点)。
(3)小球每次从槽上开始滚下的位置不相同，使得平抛初速度不相同。
八、当堂检测
1．有关“研究平抛物体运动”的实验中，小球在斜槽水平出口处的位置如图所示，所谓末端的切线的起点O，即坐标水平轴的原点应该是 ( ) A．A点 B．B点
C．C点 D．D点
2．安装实验装置的过程中，斜槽装置末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（ ）
A．保证小球运动的轨迹是一条抛物线
B．保证小球飞出时的速度不太大，也不太小 C．保证小球飞出时，初速度水平
D．保证小球在空中运动的时间都相等
3．在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法错误的是
A．小球平抛的初速度不同
B．小球每次做不同的抛物线运动
C．小球在空中运动的时间每次均不同
D．小球通过相同的水平位移所用时间均不同
4、在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_____。
A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置可以不同 C．每次必须由静止释放小球
D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
2 5.在做“研究平抛运动”实验中，引起实验误差的原因是（ ） ①安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平②确定Oy轴时，没有用重垂线
③斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦 ④空气阻力对小球运动有较大影响
A.①③ B.①②④ C.③④ D.②④
6.在“研究平抛运动”的实验中，如果实验时忘记记下斜槽末端的位置，描出如图5-3-11所示的小球离开槽口后的一段轨迹，y轴的方向为竖直方向，其中O为坐标原点，g取10 m/s2,则： （1）小球平抛的初速度为______________；
（2）小球运动到A点时的速度为__________；
（3）小球抛出点的坐标为____________.
7.某同学做平抛物体运动的实验时，不慎未定好原点，只画了竖直线，而且只描出了平抛物体的后一部分轨迹，如图所示，依此图加一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度v0?
8、给你一个米尺和玩具手枪，请你测量玩具手枪子弹射出枪口的速度
(1)实验原理：
(2)实验步骤：
(3)计算子弹速度的公式：
9、如图所示, 一个学生在做研究平抛物体运动的实验时, 用描点法在纸上画出了如图所示的一段曲线, 但是他只在纸上画出了初速度 的方向Ox, 而忘了记下斜槽轨道末端的位置.请利用图中给出的曲线和Ox水平轴的方向, 测量出必要的数据, 计算出这个平抛运动的初速度.
10、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图3中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为V0=______（用L、g表示），其值是______（取g=9.8m/s2）。
