四川省簡陽市實驗中學 吳 林

一、緊密聯(lián)系生活實際，以我們身邊的一些實際問題為載體，蘊含平拋運動的創(chuàng)新型實驗題。只要我們緊緊抓住平拋運動的特點及實驗的注意事項，就能很好地解決這類問題

1.利用平拋運動測子彈的速度

例1.請你由平拋運動原理設計測量彈射器彈丸出射初速度的實驗方法，提供的實驗器材：彈射器(含彈丸，見示意圖1)；鐵架臺(帶有夾具)；刻度尺.

(1)畫出實驗示意圖；

(2)在安裝彈射器時應注意：_______；

(3)實驗中需要測量的量(并在示意圖中用字母標出)________；

(4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實驗中采取的方法是________；

(5)計算公式：_______.

分析與解：

(1)由平拋運動的實驗原理，可知使彈丸做平拋運動，通過測量下落高度可求出時間，再測水平位移可求出其做平拋運動的初速度；

(2)為保證彈丸初速度沿水平方向，彈射器必須保持水平；

(3)應測出彈丸下降的高度y和水平射程x，如圖所示；

(4)在不改變高度y的條件下進行多次實驗測量水平射程x，求得水平射程x的平均值，以減小誤差；

2.利用平拋運動測彈性勢能

例2.為了測定一根輕彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖3所示，用鋼球將彈簧壓縮至最短，而后突然釋放，鋼球將沿軌道飛出桌面，實驗時：

(1)需要測定的物理量是___；

(2)計算彈簧最短時彈性勢能的關系式是EP=___。

分析與解：要求彈簧的彈性勢能，因只有彈簧的彈力對小球做功，則彈簧的彈性勢能等于小球離開桌面時的動能。要求小球離開桌面時間的動能，則就要求出小球離開桌面時的速度。求小球離開桌面的速度，則需要根據(jù)平拋運動的有關知識來解。

(1)需要測定的物理量是桌子的高度h，鋼球落地點跟桌子邊緣的水平距離s；

3.利用平拋運動測水泵流量

例3.物理學是很實用的一門學科，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多運用。請你用所學的物理知識幫助農(nóng)民估測出農(nóng)用水泵的流量（在單位時間內(nèi)通過流管橫截面的流體體積稱為流量）。已知水泵的出水管是水平的，且出水管外徑在10cm左右。提供的實驗器材有：一把鋼卷尺、游標卡尺、螺旋測微器、一長直細木棒和一重錘線。

（1）寫出測量的主要步驟和需要測量的物理量，并在圖4上標出有關物理量的符號.

（2）用測得的物理量和有關常量，寫出計算水泵流量的表達式為：Q=________。

分析與解：(1)用游標卡尺測出水管的內(nèi)徑D，用重錘線和鋼卷尺測出水管中心離地面的高度y,用木棒從出水口正下方伸到水落地點的中心，在木棒上做上標記，用鋼卷尺測出出水的水平射程x，如圖5所示。

二、對實驗數(shù)據(jù)的處理

這類問題往往給出實驗的部分軌跡圖像，或軌跡上相等時間間隔的幾個點，要我們求初速度或某一點的速度。因為確定不到平拋運動的初位置而增加了難度，現(xiàn)舉例如下

1.x、y軸都畫出，坐標原點未畫出的數(shù)據(jù)處理

例4.在研究平拋運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長為L=1.25cm，若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖6中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0=___（用L，2g表示），其值為 （取g=9.8m/s）。

分析與解：根據(jù)題意，仔細審查圖中a、b、c、d四點的相對位置，發(fā)現(xiàn)相鄰的兩點間的水平距離均為2L，這里就隱含著“物體在相鄰的兩點間運動時間相等”的條件，設這相等時間為T0，由于豎直方向是加速度得為L=g的gT0勻2，加再速由運水動平，方由向VS是=勻a T速2可運動得2L=v0T0，聯(lián)立上述兩式解得

2.y軸畫出，x軸和坐標原點都未畫出的數(shù)據(jù)處理

例5.某同學在做平拋物體運動的實驗時，不慎未定好原點，只畫了豎直線，而且只描出了平拋物體的后一部分軌跡，如圖7所示。依此圖只用一把刻度尺，如何計算出平拋物體的初速度v0?

分析與解：為了求出平拋物體的初速度，要畫出三條等距（Δx）、平行于y軸的豎直線與軌跡交于A、B、C三點，如圖8所示。然后分別過A、B、C三點作三條水平直線，A、B兩點豎直距離為y1,A、B兩點豎直距離為y1,A、C兩點豎直距離為y2,由

4.利用頻閃照片進行數(shù)據(jù)處理

例7.如圖11所示，是用閃光燈照相法攝的一個平拋小球的照片，照相機每隔相等時間曝光一次，拍照時，不能保持底片的上邊緣是水平，請用合理的辦法確定圖中重力加速度方向（保留作圖痕跡）。若圖距與實際距離之比為1：10。在這種情況下，若只用刻度尺，如何求得該小球的初速度v0和曝光時間間隔T？(重力加速度g已知)

（1）寫出測量的主要步驟和需要測量的物理量，并在圖上標出有關物理量的符號；

（2）用測得的物理量和有關常量，寫出計算該小球初速度v0的表達式v0=___.

分析與解：把首末兩點相連并且三等份，各等份點與對應順序的照片上的點相連，即是重力加速度所在的直線，并標明方向.

用刻度尺測出圖12中的Δx和y1、y2,則 有:10?x=v0T,10y2? 1 0y1=gT2