课时2 实验：研究平抛运动
一、实验原理 1.描绘平抛运动的轨迹
用描迹法画出小球平抛运动的轨迹。 2.判断轨迹是否为抛物线
以抛出点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直向下为y轴建立直角坐标系。当轨迹上各点的坐标具有y＝ax的关系，且同一轨迹a是一个特定的值时，平抛运动的轨迹是抛物线。 3.根据轨迹计算初速度
12
测出轨迹上某点的坐标x、y，据x＝v0t，y＝gt得初速度v0＝x2二、实验器材
斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、白纸、铁架台。
一、实验步骤与注意事项
2
g。 2y
1
二、误差分析
1.安装斜槽时，其末端不水平。 2.小球做平抛运动时受空气阻力影响。 3.小球每次滚下的初位置不相同。
4.建立坐标系时，误将斜槽口在木板上的投影点作为坐标原点。 [试题案例]
[例1] 在利用斜槽轨道做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。
(1)除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外。下列器材中还需要的是________。 A.游标卡尺 C.坐标纸 E.弹簧测力计
B.秒表 D.天平 F.重垂线
(2)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________相同。
(3)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.小球运动时不能与木块上的白纸(或方格纸)相接触 B.用直尺将记录的点连成折线 C.用平滑的曲线将记录的点连接起来
D.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
解析 (1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置，描绘小球的运动轨迹，需要利用重垂线确定坐标轴的y轴，故C、F是需要的。
(2)只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动；每次从同一位置由静止释放小球，是为了使小球有相同的初速度。
2
(3)如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会改变它的运动轨迹，使其不是平抛运动，故A正确；将描出的点用平滑的曲线连接起来，故B错误，C正确；因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此铅笔下降的距离不应是等距的，故D错误。
答案 (1)CF (2)水平 初速度 (3)AC 三、计算平抛运动的初速度 1.平抛轨迹完整(即含有抛出点) 12
因x＝v0t，y＝gt，故v0＝x2
g。在轨迹上任取一点，测出该点离坐标原点的水平位移2yx及竖直位移y，就可求出初速度v0。
2.平抛轨迹残缺(即无抛出点)
(1)如图所示，在轨迹上任取水平距离为x的三点A、B、C，则物体在A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，在水平分运动上有v0＝①
xt
(2)在水平分运动上，由逐差法有Δh＝hBC－hAB＝gt，② 得出t＝
2
hBC－hAB③ gghBC－hAB。④
联立①③两式得出初速度v0＝x[试题案例]
[例2] (2018·湖北襄阳市四校高一下期中)在做“研究平抛物体的运动”的实验时： (1)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和
y轴，竖直线是用________来确定的。
(2)某同学通过实验得到的轨迹如图1所示，判断O点是否是抛出点：________(填“是”或“否”)。
3
图1
(3)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在直角坐标系内绘出了y－x图像，则此平抛物体的初速度v0＝________m/s。(取g＝10 m/s) 【思维导图】
2
2
解析 (1)竖直方向用重垂线确定，因为小球在竖直方向所受的重力是竖直向下的。 (2)由轨迹可知，水平距离xOA＝xAB＝xBC，所以tOA＝tAB＝tBC；竖直距离yOA∶yAB∶yBC＝1∶3∶5，所以在连续相等的时间内，竖直方向的位移之比为1∶3∶5…，表明竖直方向是初速度为零的匀加速运动，O点就是抛出点。
12g2g0.8(3)根据y＝gt，x＝v0t得，平抛运动的轨迹方程为y＝2x，则斜率2＝＝20，解
22v02v00.04得初速度v0＝0.5 m/s。
答案 (1)重垂线 (2)是 (3)0.5
合格性检测
1.在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，下列图中所示坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是( )
答案 C
2.(多选)“研究平抛运动”实验的装置如图2所示，在实验前应( )
图2
4
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