問題1：什么是平拋運動？答：生活中，將物體沿某一方向拋出，如果空氣阻力的影響可以忽略，物體只在重力作用下的運動叫做拋體運動。如圖所示被投出的籃球、實心球的運動，人跳遠時在空中的運動等，忽略阻力的影響后都可以看做拋體運動。平拋運動是拋體運動的一種。若拋出時物體的速度沿水平方向，這樣的拋體運動叫做平拋運動。如圖中所示，在忽略阻力的條件下幾個物體的運動可以都可以看作平拋運動。問題2：關于平拋運動的特點，我們具有哪些生活經(jīng)驗？答：如圖所示，在阻力影響可以忽略的情況下，水平放置的水管中流出的水在空中的運動也可以看作平拋運動。觀察水流在空中的形狀可以明確平拋運動是曲線運動。對水流進行仔細觀察，還會有這樣的發(fā)現(xiàn)：離出水口越遠，水流越細。水的流量Q定義為單位時間內(nèi)流過的水的體積，根據(jù)流量的定義可知水的流量、流速和水流的橫截面積之間滿足關系Q

=

Sv離出水口越遠水流越細說明離出水口越遠水流的速度越大，即物體做平拋運動時速度是逐漸增大的。根據(jù)上述生活經(jīng)驗得出的這一規(guī)律是否具有普遍性還需要更多的實驗證據(jù)，因此我們需要利用實驗記錄更多物體做平拋運動的軌跡，并深入探究平拋運動的特點。問題3：如何獲取物體做平拋運動的物體的運動軌跡？答：方案1—頻閃照片。利用頻閃照片相機或者手機連拍功能拍攝小球做平拋運動的照片，處理后的照片如圖所示。用平滑的曲線連接小球運動的不同位置，可以得到小球運動的軌跡。方案2—利用如圖所示的裝置也可以得到平拋運動的軌跡。實驗時，將白紙和復寫紙固定在裝置的背板上。鋼球做平拋運動落到傾斜的擋板上后，擠壓復寫紙在白紙上留下印跡。上下調(diào)節(jié)擋板N進行多次實驗，記錄鋼球經(jīng)過的多個位置。用平滑曲線把這些印跡連接起來，就得到鋼球做平拋運動的軌跡。問題4：如何利用小球做平拋運動的頻閃照片探究平拋運動的特點？答：方案1中，由于頻閃照片的閃光頻率是定值，因此圖中相鄰兩個位置之間的時間相同。觀察圖像可以發(fā)現(xiàn)，相鄰兩個位置間距離逐漸增大，可以得出平拋運動的速度大小逐漸增大。這與水流做平拋運動時得到的結論是一致的。利用運動的合成與分解進一步探究平拋運動的特點的過程如下：選擇小球運動的初始位置為坐標原點建立直角坐標系xOy，將小球經(jīng)過的不同位置時的位移往水平方向和豎直方向進行投影，如圖所示。測量相鄰兩個位置間的水平距離x1，x2，x3，x4……；豎直距離y1，y2，y3，y4…，根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)相鄰兩個位置間水平方向的距離相同，說明小球在水平方向上的分運動是勻速直線運動；相鄰兩個位置間豎直方向的距離逐漸增大，且增加量約為一個常數(shù)，說明豎直方向的分運動是勻變速直線運動。如果給出小球的實際直徑和照片中小球直徑的比例關系，還可以通過計算進一步發(fā)現(xiàn)小球在豎直方向上的加速度近似等于g，結合小球平拋時初速度方向沿水平方向，因此小球在豎直方向上的初速度為0，由此可以推測小球在豎直方向上的分運動是自由落體運動。問題5：如何利用其它實驗驗證上述結論具有普遍性？答：驗證上述結論是否具有普遍性，可以通過如圖所示的實驗。左圖中的實驗用小錘擊打彈性金屬片后，A

球沿水平方向拋出，做平拋運動，同時

B

球被釋放，自由下落，做自由落體運動。觀察發(fā)現(xiàn)，兩球同時落地。改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，多次重復這個實驗，發(fā)現(xiàn)兩個小球總是同時落地。這一實驗現(xiàn)象說明平拋運動的小球在豎直方向的分運動是自由落體運動。右圖中的實驗使電磁鐵Ｃ和Ｄ分別相對各自軌道出口水平線處于相同高度．把兩個鋼球分別吸在電磁鐵C、Ｄ上。切斷電源，兩個鋼球?qū)⒁韵嗤某跛俣韧瑫r水平射出。不考慮阻力的影響，C球的運動可看作平拋運動，D球的運動可看作勻速直線運動。實驗結果表明只要保持高度相同，C球和D球總是能撞在一起。這一實驗現(xiàn)象說明“做平拋運動的物體其在水平方向上的分運動是勻速直線運動”。問題6：如何利用圖中所示裝置中獲得的平拋運動軌跡探究平拋運動的特點？答：利用圖中裝置得到的軌跡探究平拋運動的特點，首先要以拋出點為坐標原點建立直角坐標系，而接下來的難點在于如何在軌跡上找到時間間隔相等的位置。也正因如此利用此種方案探究平拋運動的特點必須與其他實驗相結合。如果已經(jīng)經(jīng)由其他實驗證明平拋運動在豎直方向是自由落體運動，可以利用自由落體運動在相等時間間隔內(nèi)的位移之比為1:3:5…找到這些位置，然后測量這些位置中相鄰兩個位置在水平方向上的距離。通過發(fā)現(xiàn)這些距離在誤差允許的范圍內(nèi)近似相等，就可以確定平拋運動在水平方向的運動是勻速直線運動。如果已經(jīng)經(jīng)由其他實驗證明平拋運動在水平方向是勻速直線運動，則可以在軌跡上從出發(fā)點開始取水平方向上距離相等的若干點，然后測量這些點中相鄰兩點在豎直方向上的距離，通過判斷從出發(fā)點開始，相鄰兩點間在豎直方向上距離之比是否滿足1:3:5…來驗證平拋運動在豎直方向是否為自由落體運動。問題7：是否還有其他實驗方案可以探究平拋運動的特點？答：如圖所示，利用位移傳感器和電腦可以描繪物體平拋運動的軌跡。用此種方案探究平拋運動的特點時，可以直接利用位移傳感器采集到x、y方向位移的數(shù)據(jù)和采集頻率等信息結合Exel軟件分別研究平