一.實驗設(shè)計(1設(shè)計：把復(fù)雜的曲線運動分解為不同方向上兩個相對簡單的直線運動。(2)平拋運動的分解方法由于物體是沿著水平方向拋出的，在運動過程中只受到豎直向下的重力作用，可嘗試將平拋運動分解為水平方向的分運動和豎直方向的分運動。
二.探究平拋運動豎直分運動的特點(1)實驗按圖示裝置進行實驗，小鋼球A、B位于相同高度處，用小錘擊打彈性金屬片，金屬片C受到小錘的擊打，向前推動A，小鋼球A具有水平初速度，做______運動，同時松開小鋼球B，自由下落，做__________運動。
(2)分析仔細觀察可知，不管兩個小鋼球距地面的高度為多大，或小錘擊打金屬片的力度多大(小錘擊打金屬片的力度越大，小鋼球A水平拋出的初速度越大)，兩小鋼球每次都同時落地，說明兩小鋼球在空中運動的______相等，即做平拋運動的物體在豎直方向上的分運動是__________運動。(3)結(jié)論做平拋運動的物體在豎直方向上做__________運動。
三.探究平拋運動水平分運動的特點(1)實驗 在圖示的實驗裝置中，兩個相同的弧形軌道M、N，上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)C、D的高度，使AC＝BD。將小鐵球P、Q分別吸在C、D上，然后切斷電源，使球以相同的初速度v0分別同時從M、N的末端水平射出，其中與軌道N相切的水平面光滑。
實驗發(fā)現(xiàn)兩鐵球在P球落地時相遇。只增大或減小軌道M的高度再進行實驗，結(jié)果兩鐵球______________________。
總是在P球落地時相遇
(2)分析只改變軌道M的高度，相當(dāng)于只改變P球做平拋運動的豎直高度，發(fā)現(xiàn)P、Q兩球總是在P球落地時相遇，即P球在水平方向上的運動不因P球在豎直方向上運動時間的長短而改變，總是和在水平面上做勻速直線運動的Q球有完全相同的______情況。(3)結(jié)論做平拋運動的物體在水平方向上做__________運動；平拋運動的各分運動具有______性。
三.頻閃照相法 (1)實驗現(xiàn)象：利用頻閃照相機得到物體做平拋運動與自由落體運動對比的頻閃照片如圖所示。(2)現(xiàn)象分析①在豎直方向上，兩球運動經(jīng)過相等的時間，下落相同的高度，即在豎直方向上的運動是相同的，都是__________運動。②在水平方向上，平拋運動在通過相等的時間內(nèi)前進的距離相同，即水平方向上的運動是__________運動。
(3)理論分析①水平方向：初速度為v0，物體不受力，即Fx＝0，物體由于慣性而做__________運動。②豎直方向：初速度為零，物體受重力作用，即Fy＝mg，a＝g，物體做__________運動。
【例1】 (2020·山東泰安市月考)某學(xué)習(xí)小組用實驗探究“平拋運動規(guī)律”。
(1)甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明____________________________________________________________________。
(2)乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置。用兩個相同的弧形軌道M、N分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q，其中N的末端與光滑水平面相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D，調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC＝BD，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，切斷電源，使兩小鐵球同時分別從軌道M、N的下端射出。實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是______________________；保持AC＝BD，僅僅改變弧形軌道M在豎直方向的位置，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明____________________________________。
(3)丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的“小球做平拋運動”的照片。圖中每個小方格的邊長為2.5 cm，分析可知，位置1________(填“是”或“不是”)平拋運動的起點；該做小球做平拋運動的初速度大小為________m/s(g取10 m/s2)。
解析　(1) 在打擊金屬片時，A小球做平拋運動，B小球同時做自由落體運動，結(jié)果同時落地，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動。(2)讓兩小球從相同的弧形軌道上相同高度滾下，從而使兩小球同時滾離軌道并具有相同的速度，小球P做平拋運動，小球Q做勻速直線運動，經(jīng)一段時間，P、Q兩球相碰。改變P球滾下的高度時，仍能相碰，則說明平拋運動水平方向總是勻速直線運動。 (3)平拋運動可看成豎直方向自由落體運動與水平方向勻速直線運動，如果位置1是平拋運動的起點，根據(jù)初速度為零的勻變速運動的特點，在豎直方向上相等的時間內(nèi)位移之比為1∶3∶5∶7，由圖可知是1∶2∶3 ，所以1不是平拋運動的
答案　(1)平拋運動在豎直方向上是自由落體運動 (2)P、Q兩球相碰　平拋運動在水平方向上是勻速直線運動　(3)不是　1
【例2】 (2020·山西大同一中月考)(1)在“探究平拋運動的特點”的實驗中，可以描繪平拋物體運動軌跡和求物體的平拋初速度。實驗簡要步驟如下：A.讓小鋼球多次從________位置上滾下，記下小球運動途中經(jīng)過的一系列位置；
B.安裝好器材，注意斜槽末端水平和木板豎直，記下小球在斜槽末端時球心在木板上的投影點O和過O點的豎直線，檢測斜槽末端水平的方法是__________________________________________________________________；C.測出曲線上某點的坐標(biāo)x、y，用v0＝________算出該小球的平拋初速度，實驗需要對多個點求v0的值，然后求它們的平均值；D.取下白紙，以O(shè)為原點，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡。上述實驗步驟的合理順序是________(只排列序號即可)。
(2)在另一次實驗中將白紙換成方格紙，每小格的邊長L＝5 cm，通過實驗，記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖所示，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10 m/s2)。
【變式1】 (2020·河南安陽一中期中)圖7甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖。
(1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，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____________相同。(2)圖乙是正確實驗取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點，則此小球做平拋運動的初速度為________m/s(g＝9.8 m/s2)。
答案　(1)水平　初速度　(2)1.6 解析　(1)為了保證小球的初速度水平，斜槽末端應(yīng)切線水平，每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋運動的初速度相等。
【例3】 [2020·天津卷]某實驗小組利用圖所示裝置測定平拋運動的初速度。把白紙和復(fù)寫紙疊放一起固定在豎直木板上，在桌面上固定一個斜面，斜面的底邊ab與桌子邊緣及木板均平行。每次改變木板和桌邊之間的距離，讓鋼球從斜面頂端同一位置滾下，通過碰撞復(fù)寫紙，在白紙上記錄鋼球的落點。
(1)為了正確完成實驗，以下做法必要的是________。A.實驗時應(yīng)保持桌面水平B.每次應(yīng)使鋼球從靜止開始釋放C.使斜面的底邊ab與桌邊重合D.選擇對鋼球摩擦力盡可能小的斜面
(2)實驗小組每次將木板向遠離桌子的方向移動0.2 m，在白紙上記錄了鋼球的4個落點，相鄰兩點之間的距離依次為15.0 cm、25.0 cm、35.0 cm，示意圖如圖。重力加速度g＝10 m/s2，鋼球平拋的初速度為________m/s。(3)圖裝置中，木板上懸掛一條鉛垂線，其作用是____________________。
解析　(1)為了使鋼球離開桌面做平拋運動，實驗時應(yīng)保持桌面水平，A項正確；為了使鋼球做平拋運動的初速度相同，每次應(yīng)使鋼球從同一位置由靜止釋放，B項正確；實驗與斜面是否光滑無關(guān)，D項錯誤；若ab邊與桌邊重合，則鋼球在空中做的不是平拋運動，C項錯誤。
(3)木板上懸掛鉛垂線是為了調(diào)整木板使其處于豎直狀態(tài)。
答案　(1)AB　(2)2　(3)方便將木板調(diào)整到豎直平面
【變式2】 (2020·四川三臺中學(xué)月考)未來在一個未知星球上用如圖10甲所示裝置研究平拋運動的規(guī)律。懸點O正下方P點處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運動， 現(xiàn)對小球采用頻閃數(shù)碼相機連續(xù)拍攝，在有坐標(biāo)紙的背景屏前拍下了小球在做平拋運動過程中的多張照片，經(jīng)合成后照片如圖乙所示，a、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機連續(xù)拍照的時間間隔是0.10 s，照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長度與實際背景屏的長度之比為1∶4，則：
(1)由以上信息，可知a點________(填“是”或“不是”)小球的拋出點；(2)由以上信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為________m/s2 ；(3)由以上信息可以算出小球平拋的初速度大小是________m/s；(4)由以上信息可以算出小球在b點時的速度大小是________m/s。

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