【实验目的】
五羟基己醛
探究影响抛射距离的有关因素及其与这些因素的关系。
【提出问题】
我们知道，不同的人在抛射物体时有的抛的远，有的抛的近；同一个人在抛射物体时，有时抛得远些，有时抛得近些。那么，是什么因素决定抛射距离呢？在日常生活和生产实践中，如果一门大炮要击中目标，当发射速度一定的情况下，炮手就必须知道大炮上仰的角度；跳远 运动员为了跳的远一些，往往通过助跑来提高起跳速度；消防员在用高压水向火灾现场喷水时，会通过调节水压和水的倾斜角度来使水能落在远处的火苗上。由此可以猜想，抛射速度和抛射角很可能是两个影响抛射距离的因素。本实验就是通过实验来探究抛射距离与哪些因素有关，并研究抛射距离与这些因素的关系。
【实验器材】
自制的大量角器（如图2.3-2）、橡皮筋、小三角旗、卷尺。
【实验设计与步骤】
本实验采用小组实验的形式来进行，主要包括两个部分：探究抛射角与抛射距离的关系；探究抛射速度与抛射距离的关系。怎样才能够探究出以上两对关系呢？我们从儿时玩弹橡皮筋可以得到启示，将橡皮筋套在两个点上，可以控制弹出的角度，橡皮筋拉伸的长度可以控制橡皮筋弹出的速度，从而设计出如上的实验仪器。
1、探究抛射角与抛射距离的关系。
实验步骤：（1）把一根橡皮筋的一端挂在量角器侧边突起的小柱上，另一端勾在量角器正面的插销上，使橡皮筋有一定程度的拉伸并与水平面成一定角度，读出角度，记录在表2.3-3中。
（2）慢慢把插销拔掉，使橡皮筋弹出去，在地面上用三角小旗标出落地位置，用卷尺量出抛射距离，记录在表2.3-3中。
（3）保持橡皮筋拉伸的距离不变，改变抛出角度，重复以上实验。完成表2.3-3。
表2.3-3
2、探究抛射速度与抛射距离的关系。
实验步骤：任选一角度，改变橡皮筋拉伸的距离，重复以上实验，并记录相应数据于表2.3-4中。
表2.3-4中
发射速度 （橡皮筋的拉伸长度按从小到大的顺序排列） | L1 | L2 | L3 | L4 |
抛射距离 | | | | |
| | | | |
【实验结果与分析】
实验数据举例：
1、抛射距离与抛射角的关系。
表2.3-5
抛射角度 | 15° | 30° | 45° | 60° | 碱性水机75° | 90° |
抛射距离 | 0.78m | 1.12 m | 1.60 m | 1.14 m | 0.76 m | 0 m |
| | | | | | |
2、抛射举例与抛射毒素的关系（取抛射角度为45°）。
表2.3-6中
发射速度 （橡皮筋的拉伸长度按从小到大的顺序排列） | Lcreg1 | L2 | gpu虚拟化L3 | L4 |
抛射距离 | 1.12 m | 1.39 m | 1.60 m | 1.78 m |
| | | | |
【结论与解释】
从实验数据可以看出，抛射距离与抛射角及抛射速度（体现于橡皮筋拉伸的距离）两个因素都有关系。实验采用控制变量的方法，从表2.3-6可以看出，当抛射角不变时，抛射速度越大，抛射的距离越。从表2.3-5可知，当抛出的速度不变时，抛射距离随着抛射角度的增大，先是增大再接着是减小，存在着一个最大值。通过实验还可以发现，如果抛出点与落地点在同一个高度的话，抛射 距离最大对应的角度应该是45°左右。怎样解释以上两个实验结果呢？
1、抛射角不变时，抛射距离随着抛射速度的增大而增大。
在学过斜抛运动之后，我们应该知道斜抛运动的时间和射高仅仅和抛射角度有关。如图2.3-3所示，初速度vo可以分解为水平方向的速度vox和竖直方向上的速度voy。物体在竖直方向上的速度为零时，物体达到最高点O，物体运动的时间 ，接着物体继续运动，经历同样的时间后到达点B（点B和抛出点A在同一高度）。物体在整个斜抛运动中，经历的时间 ，在水平方向上运动的距离为
可见，当抛出速度一定时，抛射距离随抛出角度的增大，先增大后减小。
2、当抛出点与落地点在同一高度时，如前面所述，抛射距离为 。可见，当抛出速度不变时，随着抛射角 的增大，S先增大后减小，当=45°时，S取得最大值 。当抛出点与落地点不在同一高度时，情况又是怎样呢？抛射距离最大对应的抛射角还是不是45°呢？可以通过作图来分析。
如图2.3-4所示，设抛射角的初速度vo，抛射角为 ，对应射程为S，起抛点与落地点的高度差为h，重力加速度为g，发射时间为t，且忽略空气阻力。建立坐标系，可得下列方程式：
①
②
由①式，可得
因为
无线收发器代入②式，可得
③
即④
此时
讨论（1）
（2）
【实验拓展与改进】
本实验原理比较简单，学生易接受，但在实际操作中容易遇到各种问题。例如，凸起的小柱的长短会影响橡皮筋能否弹出去，太长的话，拔掉插销后，橡皮筋可能会弹在小柱上，而不会飞出去；拔插销的快慢、插销的光滑程度，也会影响橡皮筋弹出去的效果。另外，橡皮筋比较轻，弹出去后很容易受空气流动的影响。在实验过程中，会发现弹出去的橡皮筋很难落在同一直线上，常常出现橡皮筋乱飞的情况。下面提出一种更便于操作、测量，误差更小的实验方法：用水流研究抛射距离的影响因素。
实验器材：自制量角器、软管、玻璃细管、水槽、彩图钉。
实验设计：本实验利用虹吸原理及水流具有连续性的特地，将斜抛运动的轨迹清洗、稳定的呈现出来，便于学生观察现象、收集数据及进行分析。采用玻璃管作为喷嘴，改变玻璃管的角度，就改变了水流射出的角度；改变水槽的高度，就改变了水槽睡眠与喷出点的压强差，从而改变了水流射出的速度。
实验步骤：（1）用泡沫板、白纸及透明塑料纸自制量角器，如图2.3-5所示。其中点O为水流射出点，ON为水平线。
（2）将量角器用水平凳子固定好，装有有颜谁的水槽放在比量角器高的桌面上。将连有玻璃管的软管，一端浸在水槽里，连着玻璃管的一端作为喷嘴。
（3）利用虹吸原理，水流经玻璃管喷出来。将玻璃管贴着量角器，是玻璃管的最末端与量角器的点O重合，调节玻璃管与水平面的角度，观察喷出的水流，用彩图钉将喷出的水流与ON的交点标出来，在纸上记录图钉的颜及此时玻璃管与水平面的夹角，如图2.3-6所示。
（4）慢慢增大夹角，观察喷出水流的变化情况，用彩图钉将喷出水流与ON的交点标出来，并在纸上记录相应的角度和图钉的颜。继续增大夹角，重复试验，记录数据。
（5）选取一定的角度（如45°），保持角度不变，慢慢增加水槽的高度，观察喷出水流的变化，并用彩图钉标出水槽在不同高度时，喷出水流与ON的交点。在纸上记录图钉的颜及水槽的高度。
实验数据：
（1）保持水槽的高度不变，改变玻璃管与水平面的夹角。
表2.3-7
抛射角度 | 能源智能控制15° | 30° | 45° | 60° | 75° | 90° |
抛射距离 | 3.05 cm | 4.50 cm | 6.05 cm | 4.55 cm | 3.10 cm | 0 cm |
| | | | | | |
（2）保持玻璃管与水平面夹角不变，增加水槽高度。
保持玻璃管与水平面夹角为45°不变，H1＜H2＜H3＜H4
表2.3-8中
发射速度 （橡皮筋的拉伸长度按从小到大的顺序排列） | H1 | H2 | H3 | H4 |
抛射距离 | 6.05cm | 8.80cm | 10.45cm | 12.95cm |
| | | | |
实验结论：由实验数据可得，当射出角度不变时，射出速度越大，射出距离越长；当射出速度不变时，射出的距离随着抛射角度的增大，先增大后减小，存在着一个最大值。
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