3．实验：研究平抛运动
1.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从________位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置． B．按图安装好器材，注意__________________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．
完成上述步骤，正确的实验顺序是__________________．
[解析] 安装器材时，应使斜槽末端水平，以保证小球做平抛运动．实验中，每次小球应从同一位置下落，以保证每次的运动轨迹都相同．
[答案] 同一 斜槽末端水平 BAC
2．两个同学根据不同的实验条件，进行了“研究平抛运动”的实验：
甲 乙
(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明
________________________________________________________________ ________________________________________________________________.
(2)乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到的现象应是________________．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______________
________________________________________________________________.
[解析] (1)通过对照实验，说明两球具有等时性，由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．
(2)两球在水平轨道上相遇，水平方向运动情况相同，说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．
[答案] (1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 (2)P球击中Q球 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
3．如图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图．
甲 乙
(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的．答： ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________. (2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________.
(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________．
(4)计算小球平抛初速度的公式v0＝________，根据图乙给出的数据，可计算出v0
＝________m/s.
[解析] (1)从O点开始作平行重垂线向下的直线为Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴．如图所示．
(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使底端切线沿水平方向．
(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下．
12
(4)由于x＝v0t，y＝gt，故初速度v0＝x2
g，根据图乙给出的数据，可计算2y出v0＝1.6 m/s.
[答案] (1)图见解析 利用重垂线作Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴 (2)底端切线沿水平方向
(3)每次都从同一高度处无初速度滚下
(4)xg 1.6 2y4．某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图所示的照片，已知每个小方格边长为9.8 cm，当地的重力加速度为g＝9.8 m/s2.
(1)若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为平面直角坐标系的正方向，则没有被拍摄到的小球(在图中没有方格的区域内)位置坐标为__________[用图中格
数表示坐标，比如图中标记为2的小球坐标为：(2,1)]．
(2)小球平抛的初速度大小为________m/s.
[解析] (1)根据平抛运动的特点，在水平方向上位移相等，所以相邻计数点间的水平距离相等，故水平方向的坐标为x＝3×2×9.8 cm＝58.8 cm；在竖直方向上做自由落体运动，故在相等时间内走过的位移差为一定值，所以竖直方向的坐标为y＝(1＋2＋3)×9.8 cm＝58.8 cm；故没有被拍摄到的小球位置坐标为(58.8,58.8)．
(2)根据逐差法可得Δh＝gt得t＝
2
9.8×10－2
s＝0.1 s，在水平方向上做匀速
9.8
x2×9.8×10－2
直线运动，故v0＝＝ m/s＝1.96 m/s.
t0.1
[答案] (58.8,58.8) 1.96
5．试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度” 的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，如图所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．
(1)画出实验示意图；
(2)在安装弹射器时应注意________；
(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为________；
(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是________________________________________
________________________________________________________________； (5)计算公式为___________________________．
[解析] 根据研究平抛运动的实验原理及平抛运动的规律，可以使弹丸做平抛运动，
1
通过测量下落高度求出时间，再测出水平位移求出其平抛的初速度．y＝ gt2，t＝
2
2y
x ，而x＝v0t，所以v0＝＝xgtg . 2y[答案] (1)如图
(2)保持弹射器水平 (3)弹丸从弹出到落地水平位移为x，下落高度y (4)多次实验，求平均值 (5)v0＝xg 2y6．如图所示为喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小刻度为毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究：
2019-2020 人教版必修2 5.3实验：研究平抛运动 第1课时 作业
