5.3

實驗：探究平拋運動的特點1.知道拋體運動和平拋運動，知道用運動分解的方法研究平拋運動。2.會用實驗的方法描繪平拋運動的軌跡。3.會根據平拋運動的軌跡，研究平拋運動水平和豎直分運動的特點。4.了解科學探究中獲取數據及處理數據的辦法。標槍的運動籃球的運動鉛球的運動觀察與思考：1.觀察下面的圖片，你能發現物體運動時，有什么共同的特點嗎？2.如果忽略空氣阻力的影響，那么這些物體運動時的受力又有什么樣的共同特點？拋體運動和平拋運動：1．拋體運動：以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體只受重力的作用，這時的運動叫作拋體運動。2．平拋運動：初速度沿水平方向的拋體運動就叫作平拋運動。①條件:初速度沿水平方向；

忽略空氣阻力，只受重力。②性質：勻變速曲線運動思考與討論：

平拋運動的軌跡是曲線，比較復雜。如果我們能把這個復雜的曲線運動分解為兩個相對簡單的、我們比較熟悉的直線運動，或許就能找到平拋運動的特點。1.研究方法：一、實驗思路（1）建立平面直角坐標系；（2）化曲為直，將運動進行分解。2.分解為哪兩個方向的運動？兩個方向分別做什么運動？初速度受力情況運動情況水平方向豎直方向0G自由落體運動V0不受力勻速直線運動3.理論猜想：二、進行實驗【方案一】頻閃照相(或視頻錄制)的方法

(1)通過頻閃照相(或錄制視頻)，獲得小球做平拋運動時的頻閃照片(如圖所示)；(2)以拋出點為原點，建立直角坐標系；(3)通過頻閃照片描出物體經過相等時間間隔所到達的位置；(4)測量出經過T、2T、3T、…時間內小球做平拋運動的水平位移和豎直位移，并填入表格；(5)分析數據得出小球水平分運動和豎直分運動的特點。在誤差允許的范圍內，四段水平位移近似相等；且四段水平位移所用的時間相等。豎直方向Δh=gT2實驗結論：平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動；豎直方向的自由落體運動。【方案二】分別研究水平方向和豎直方向分運動規律

步驟1：探究平拋運動豎直分運動的特點(1)如圖所示，用小錘擊打彈性金屬片后，A球做

運動；同時B球被釋放，做

運動。觀察兩球的運動軌跡，聽它們落地的聲音。(2)分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，即改變A球的初速度，發現兩球

，說明平拋運動在豎直方向的分運動為

。平拋自由落體仍同時落地自由落體運動【實驗器材】斜槽、小球、木板、白紙（坐標紙）、圖釘、鉛垂線、刻度尺、鉛筆等。斜槽小球白紙木板鉛垂線鐵架臺步驟2：探究平拋運動水平分運動的特點1.調整木板豎直（利用重錘線）2.調節斜槽末端水平3.安裝白紙和復寫紙4.確定坐標軸：小球在斜槽末端時，小球球心在白紙上的投影為原點5.確定小球的釋放點：同一組實驗應使小球在同一位置釋放6.描繪運動軌跡：擋板在不同高度時記錄小球撞擊點（也可以用鉛筆記錄小球下落過程中的位置），用平滑的曲線連接。【實驗步驟】

取下白紙，以O點為原點畫出豎直向下的y軸和水平向右的x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。在豎直方向由原點（拋出點）開始連續截取四段位移OE、OF、OG、OH分別為h、4h、9h、16h。在軌跡曲線上找到相對應的位置，并在水平方向上標出對應的點，并測量四段位移OA、AB、BC、CD的長度。結論：在誤差允許范圍內,四段位移近似相等，即AB=BC=CD=DE【數據處理】X4X3X2X1yh5h3h7hxO

在平拋運動的軌跡上，豎直位移為h、3h、5h……，它們對應的四段水平位移相等。說明：平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。【實驗規律】記住原點xyxyOxyx1x2y1y2沒記住原點計算平拋運動的初速度【誤差分析】安裝斜槽時,其末端切線不水平,導致小球離開斜槽后不做平拋運動。建立坐標系時,坐標原點的位置確定不準確,導致軌跡上各點的坐標不準確。小球每次自由滾下時起始位置不完全相同,導致軌跡出現誤差。確定小球運動的位置時不準確,會導致誤差。量取軌跡上各點坐標時不準確,會導致誤差。實驗中必須調整斜槽末端的切線水平。方木板必須處于豎直平面內。小球每次必須從斜槽上同一位置滾下。坐標原點不是槽口的端點,應是小球出槽口時球心在木板上的投影點。小球開始滾下的位置高度要適中,一般以使小球平拋運動的軌跡由坐標紙的左上角一直到達右下角為宜。在軌跡上選取離坐標原點O點較遠的一些點來計算初速度。【注意事項】用傳感器和計算機可以方便地描出做平拋運動的物體的軌跡。設計原理如圖所示。【方案三】傳感器法1.為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動，用如圖所示的裝置進行實驗。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開，自由下落。關于該實驗，下列說法中正確的是（）A.

A球先落地B.

B球先落地C.

兩球應同時落地D.

該實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動C2.如圖所示，研究一平拋運動時，兩個完全相同的弧形軌道M、N，分別用于發射小鐵球P、Q，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切，現將小鐵球P、Q同時釋放，以相同的初速度v0分別從軌道M、N的末端射出。僅改變弧形軌道M的高度，重復上述實驗，總能觀察到P球擊中Q球，則（）A.

說明P球在離開軌道后水平方向的分運動是勻速直線運動B.

說明P球在離開軌道后水平方向的分運動是勻加速直線運動C.

說明P球在離開軌道后豎直方向的分運動是自由落體運動D.

能同時說明上述選項A、C所述的規律A3.（多選)在探究平拋運動的特點實驗中，某同學只記錄了小球運動途中的A、B、C

三點的位置，取A點為坐標原點，則各點的位置坐標如圖所示，當

g＝10m/s2時，下列說法正確的是（）A.小球拋出點的位置坐標是(0，0)B.小球拋出點的位置坐標是(─10，─5)C.小球平拋初速度為2m/sD.小球平拋初速度為1m/sBD4.圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖。（1）實驗前應對實驗裝置反復調節，直到斜槽末端切線___________。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋___________。【參考答案】水平

初速度相同

（2）圖乙是正確實驗取得的數據，其中O為拋出點，則此小球作平拋運動的初速度為___________m/s。（g取9.8m/s2）（3）在另一次實驗中將白紙換成方格紙，每小格的邊長L=5cm，通過實驗記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運動的初速度為___________m/s，B點的豎直分速度為___________m/s。（g取10m/s