专题　实验：探究平抛运动的特点  题型分析

专题一 对实验装置和实验原理的考查

例1  在探究平抛运动的规律时，可以选用如下图所示的各种装置图，则以下操作合理的是(　　)

A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地

B．选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面

C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球

D．除上述装置外，还可以用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像以获得平抛运动的轨迹

解析  小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A不合理；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得了每秒15帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律．选项D正确．

答案  BD

归纳总结：研究平抛运动的实验原理是：把平抛运动看做是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动．高考中常常通过变通实验装置、变通操作方法等达到验证实验的目的，考查同学们利用课本知识解决实际问题的能力．

专题二 由轨迹求解初速度

例2  如图甲所示为平抛运动实验中得到的物体运动轨迹的一部分，A、B、C三个点位于轨迹上，所用坐标纸每小格对应的边长是5 cm.试由轨迹求初速度v0(g取10 m/s2)

解析  解法一：∵从A→B和从B→C水平位移值相等，

∴两段时间相等，令其为T.

又∵A→B、B→C竖直位移之比是3：5，可推知抛出点为上图乙中的O点．

设每个方格的边长为l，对O→C的运动有

9l＝g(3T)^2,9l＝v₀·3T.解得：v₀＝3＝1.5 m/s.

解法二：∵竖直分运动是匀变速运动，∴Δs＝gT²，即5l－3l＝gT²，

T＝，则由3l＝v₀T，得v₀＝3·＝1.5 m/s.

答案  1.5 m/s

归纳总结：解此类型题时最容易犯的错误就是将图甲中的A点当做是坐标原点(即抛出点)，从而导致全局错误，认清这个误区，解此类题起手就要着重找抛出点．利用从A→B，从B→C时间相等，竖直位移之比是3 ：5，顺理成章找到O为抛出点，问题便迫刃而解．但如果没有本题竖直位移35之类的巧合，寻找抛出点便有困难，因此就要另辟蹊径．“解法二”就是充分利用竖直分运动为匀变速运动的特点，从公式Δs＝aT2出发解出本题．两者相比较，“解法一”更接近从学生实验累积的知识基础；但“解法二”更具有普遍性，应重点掌握．

专题三实验操作的分析

例3  (1)在做“研究平抛物体的运动”实验时，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　　　　　　 B．秒表

C．坐标纸               D．天平

E．弹簧秤               F．重垂线

(2)实验中，下列说法正确的是(　　)

A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下

B．斜槽轨道必须光滑

C．斜槽轨道末端可以不水平

D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些

E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来

解析　本题考查的是仪器的选择和实验的注意事项．实验还需器材是坐标纸和重垂线，描出的轨迹在坐标纸上，方便数据处理，重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标．做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动．使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描画小球运动轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点可舍去．

答案　(1)CF　(2)AD

归纳总结：深刻理解实验的原理，保证小球做平抛运动的条件及小球平抛的初速度相同.