平抛运动实验的常考题型总结

四川省简阳市实验中学 吴 林

一、紧密联系生活实际，以我们身边的一些实际问题为载体，蕴含平抛运动的创新型实验题。只要我们紧紧抓住平抛运动的特点及实验的注意事项，就能很好地解决这类问题

1.利用平抛运动测子弹的速度

例1.请你由平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法，提供的实验器材：弹射器(含弹丸，见示意图1)；铁架台(带有夹具)；刻度尺.

(1)画出实验示意图；

(2)在安装弹射器时应注意：_______；

(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)________；

(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中采取的方法是________；

(5)计算公式：_______.

分析与解：

(1)由平抛运动的实验原理，可知使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度可求出时间，再测水平位移可求出其做平抛运动的初速度；

(2)为保证弹丸初速度沿水平方向，弹射器必须保持水平；

(3)应测出弹丸下降的高度y和水平射程x，如图所示；

(4)在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平射程x，求得水平射程x的平均值，以减小误差；

2.利用平抛运动测弹性势能

例2.为了测定一根轻弹簧压缩最短时储存的弹性势能大小，可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道一端，并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图3所示，用钢球将弹簧压缩至最短，而后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时：

(1)需要测定的物理量是___；

(2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是EP=___。

分析与解：要求弹簧的弹性势能，因只有弹簧的弹力对小球做功，则弹簧的弹性势能等于小球离开桌面时的动能。要求小球离开桌面时间的动能，则就要求出小球离开桌面时的速度。求小球离开桌面的速度，则需要根据平抛运动的有关知识来解。

(1)需要测定的物理量是桌子的高度h，钢球落地点跟桌子边缘的水平距离s；

3.利用平抛运动测水泵流量

例3.物理学是很实用的一门学科，在工农业生产中有许多运用。请你用所学的物理知识帮助农民估测出农用水泵的流量（在单位时间内通过流管横截面的流体体积称为流量）。已知水泵的出水管是水平的，且出水管外径在10cm左右。提供的实验器材有：一把钢卷尺、游标卡尺、螺旋测微器、一长直细木棒和一重锤线。

（1）写出测量的主要步骤和需要测量的物理量，并在图4上标出有关物理量的符号.

（2）用测得的物理量和有关常量，写出计算水泵流量的表达式为：Q=________。

分析与解：(1)用游标卡尺测出水管的内径D，用重锤线和钢卷尺测出水管中心离地面的高度y,用木棒从出水口正下方伸到水落地点的中心，在木棒上做上标记，用钢卷尺测出出水的水平射程x，如图5所示。

二、对实验数据的处理

这类问题往往给出实验的部分轨迹图像，或轨迹上相等时间间隔的几个点，要我们求初速度或某一点的速度。因为确定不到平抛运动的初位置而增加了难度，现举例如下

1.x、y轴都画出，坐标原点未画出的数据处理

例4.在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图6中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=___（用L，2g表示），其值为 （取g=9.8m/s）。

分析与解：根据题意，仔细审查图中a、b、c、d四点的相对位置，发现相邻的两点间的水平距离均为2L，这里就隐含着“物体在相邻的两点间运动时间相等”的条件，设这相等时间为T0，由于竖直方向是加速度得为L=g的gT0匀2，加再速由运水动平，方由向VS是=匀a T速2可运动得2L=v0T0，联立上述两式解得

2.y轴画出，x轴和坐标原点都未画出的数据处理

例5.某同学在做平抛物体运动的实验时，不慎未定好原点，只画了竖直线，而且只描出了平抛物体的后一部分轨迹，如图7所示。依此图只用一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度v0?

分析与解：为了求出平抛物体的初速度，要画出三条等距（Δx）、平行于y轴的竖直线与轨迹交于A、B、C三点，如图8所示。然后分别过A、B、C三点作三条水平直线，A、B两点竖直距离为y1,A、B两点竖直距离为y1,A、C两点竖直距离为y2,由

4.利用频闪照片进行数据处理

例7.如图11所示，是用闪光灯照相法摄的一个平抛小球的照片，照相机每隔相等时间曝光一次，拍照时，不能保持底片的上边缘是水平，请用合理的办法确定图中重力加速度方向（保留作图痕迹）。若图距与实际距离之比为1：10。在这种情况下，若只用刻度尺，如何求得该小球的初速度v0和曝光时间间隔T？(重力加速度g已知)

（1）写出测量的主要步骤和需要测量的物理量，并在图上标出有关物理量的符号；

（2）用测得的物理量和有关常量，写出计算该小球初速度v0的表达式v0=___.

分析与解：把首末两点相连并且三等份，各等份点与对应顺序的照片上的点相连，即是重力加速度所在的直线，并标明方向.

用刻度尺测出图12中的Δx和y1、y2,则 有:10∆x=v0T,10y2− 1 0y1=gT2