2013高考物理实验还考平抛实验吗？

平抛实验

实验1:用平抛运动演示器演示平抛运动。

注意平抛运动的轨迹，发现是曲线。由此我们可以得出这样的结论；平抛运动的垂直分量速度越来越快，但这个分量速度是如何变化的，还不清楚。现在，请分析物体做平抛运动的垂直力。(仅在垂直方向重力的作用下)想一想我们之前学过的运动形式是否只有在重力的作用下才能实现？由于垂直方向只受重力影响，这和物体自由落体运动的条件是一样的，根据我们上节课学过的偏运动的独立性原理，偏运动在自己的方向上遵循自己的规律。我们能得出什么结论？既然有了这个猜想，为了验证其正确性，我们来做以下实验。

演示实验:

如图6.3-2，用小锤子敲击弹簧金属片，金属片水平抛出A球，同时月亮被释放自由落体，A球和B球同时开始运动。我们先分析一下这两个球是做什么的。

(一个球在金属片的冲击下得到水平初速度后，才在重力的作用下运动，所以是平抛运动。球B释放后，没有任何初速度，只受重力作用，所以是自由落体。)

现在观察两个球的运动，看它们是否同时落地。

判断两个球是否同时落地的小技巧。就是不要用眼睛看。用耳朵听。两个球落地，会跳不止一次。我们只听他们着陆时的第一声。如果只听到一个声音，说明两个球同时落地。如果听到两次落地声，说明两个球先后落地。在做实验之前，我们先听一听球落地的声音。拿一个和实验用的一样的球，让它自由落体。让学生仔细听它落地的声音，以便在实验中判断落地的声音。

两个球，A和B，从同一高度开始运动，同时落地。这是什么意思？(这表明球A在垂直方向上的分量运动与球B的相同..b球处于自由落体状态。

我们能从这个实验中得出这样的结论吗？有没有可能我们设定的高度是一个特殊的高度，刚好满足自由落体的下落时间等于平抛的要求？还是因为我们进攻的力度，球A的初速度刚好满足这个条件？那应该怎么解决呢？多次改变球下落的高度和打击的力度，重复这个实验。)

现在我们通过改变高度和击打力度再做一次这个实验，听听落地的声音。(两个球还是同时落地)这是什么意思？(水平投掷运动在垂直方向的分力运动就是自由落体运动。)

结论:水平投掷运动在垂直方向上的分力运动是自由落体运动。

3.平抛运动的水平运动规律。

研究了垂直方向的运动后，我们来看看水平方向的部分运动。首先分析物体在水平方向做平抛运动的受力情况。(平抛运动中的物体只受重力，重力方向是垂直向下的，所以物体在水平方向不受力。)

根据运动的独立性，我们知道水平方向的运动不会受到垂直方向运动的影响。根据牛顿第一定律我们能得出什么结论？根据牛顿第一定律，我们知道，如果一个物体处于不受力或受力的状态，它就会处于静止或匀速直线运动。在水平投掷运动中，物体在水平方向上不受力，在水平方向上有一个初速度，所以物体在水平方向上应该是匀速直线运动。)

那么应该如何检验这个猜想呢？你可以从匀速直线运动的特点来考虑这个问题。匀速直线运动的特点是速度不变，位移均匀增加，我们只需要证明在相同的时间内水平位移相等。)

要进行这样的验证，我们面临的第一个问题是如何获取平抛运动的轨迹图像，我们可以采用以下方案来获取:

(1)按照以下步骤准备实验装置。

首先将平抛运动测试仪放在桌面上，安装平抛轨道，使轨道的抛端处于水平位置，调整调平螺丝，观察垂直线或气泡水平仪，使面板处于垂直面，夹紧定位板。该装置如图6.3-3所示。

其次，在描图记录纸上垫上一张复写纸或打字蜡纸，用压板固定在记录面板上，使横坐标X轴在水平方向，纵坐标Y轴在垂直方向向下(如果用白纸，可以事先用铅笔在纸上画出X、Y坐标轴)， 并且注意使坐标原点位置在平抛物体(钢珠)的质心(即球心)离开轨迹的位置。

第三，将捕捉挡板拉到顶部位置。

(2)将定位板固定在一定位置，钢球靠近定位板释放，球沿轨道向下运动，以一定的初速度从轨道的直线部分水平抛出。

(3)下落的钢球撞击向面板倾斜的接球挡板，同时在面板上留下印痕。

(4)将接球挡板下拉一格，重复上述操作方法，冲出第二个印痕点，继续下拉接球挡板至最低点，得到平抛钢球下落时的一系列痕迹点。

(5)通过改变定位板的位置，可以改变钢球平抛的初速度，按照上述实验操作方法，可以打出另一系列的轨迹点。

(6)取下记录纸，将每次实验记录的点用光滑的曲线连接起来，得到不同初速度下平抛运动的轨迹。如图6.3-4所示:

注意:

(1)为了保证实验精度，需要保证记录面板在垂直面内，使平抛轨道的平面靠近面板。

(2)放置记录纸时，需要使坐标原点与抛射体的投掷点重合，才能正确确定抛射体运动轨迹的起点，从而确定轨迹上任意一点的X、Y坐标。

得到了平抛运动的轨迹图像，从中可以知道平抛运动的水平位移。现在我们选择一个获得的轨迹进行研究。我们现在面临的问题是如何知道水平运动发生的时间。我们可以通过运动的同步性来考虑这个问题。(前面我们已经得出结论，平抛运动的垂直分力运动是自由落体运动。根据等时性原理，我们知道水平分量运动和垂直分量运动是同时发生的，所以可以通过垂直分量速度找到相等的时间间隔。)

具体怎么实现？

根据自由落体运动的位移公式x= gt2/2，我们可以得出相邻等时间间隔内物体的位移之比为1:3:5:……:(2n+1)，那么我们就可以在坐标系中选择距离纵轴长度为h、3h、5h的相邻线段，即分别选择h、4h、9h的纵坐标。例如，选择点5、20和45。如图6.3-5，找出平抛运动轨迹上纵坐标对应的点，这些点对应的横坐标就是平抛运动的水平分量在相邻等时间间隔内到达的位置。

这样就可以求出相邻等时间间隔内水平分量运动的位移，观察这些水平分量位移，可以得到什么规律？(这些水平位移都近似相等。)由此我们可以得出什么结论？(平抛运动的水平分量运动是匀速直线运动)

结论:平抛运动的水平分量运动是匀速直线运动。

练习:

平抛物体的运动规律可以概括为两点:(1)在水平方向做匀速运动；(2)在垂直方向上做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可以做如下实验:如图3所示，用小锤子击打弹性金属片时，A球会水平飞出，同时释放B球，做自由落体运动，改变小锤子的打击力，两个球总是同时落地。这个实验

A.只有上述规律中的(1)可以解释。

B.只有上述法律中的第(2)条可以解释。

C.以上任何一条定律都解释不了。

D.可以同时解释以上两个定律。

(2)(4分)在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方块的纸记录轨迹，小方块的边长为L = L=1.25cm..如果球在平抛运动中处于几个位置，如图4 A、B、C、D，那么计算球平抛初速度的公式为v0=___ _(。

(3)(6分)给你一把玩具手枪和子弹，自己选择器材，设计实验测量玩具手枪射出子弹的速度。

a:设备:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；

b:要测量的物理量和符号:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；

c:速度的表达:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

{(1)B(3分)；(2)、0.5米/秒(各2分)；

(3)方案1:垂直投掷运动

答:秒表

b:将子弹垂直向上射出，用秒表测量从射击到落回射击点的时间t。

丙:

方案二:平抛动作

答:规模

b:用刻度尺测量子弹运动的水平距离L和垂直高度差H。

丙:

方案3:圆周运动

答:秤、量角器和秒表。

b:如图，两张相同的圆形纸片通过转轴绕轴旋转，用秒表测量旋转周期t；然后让子弹水平穿过两个旋转的纸片，留下上图所示的两个小孔A和B，用量角器测量两个小孔半径的交角，用刻度尺测量两张纸片的水平距离L。

c:}