第5讲 实验： 探究平抛运动的特点
第四章 实验五 探究平抛运动的特点
探索创新实验
考向1 实验过程的创新
例3 某实验小组利用如图甲所示装置测定平抛运动的初速度.把白纸和 复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底 边ab与桌子边缘及木板均平行.每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球 从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点. (1)为了正确完成实验，以下做法必要的是___A_B____. A.实验时应保持桌面水平 B.每次应使钢球从静止开始释放 C.使斜面的底边ab与桌边重合 D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验 都能保证钢球做相同的平抛运动，即每次实验 都要保证钢球从同一高度无初速度释放并水平 抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，因此A错误， B、D正确； 挡板高度可以不等间距变化，故C错误.
(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系.
a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，
小球在斜面上的运动是类平抛运动，由题图可知，小球在水平方向上 发生7d的位移，所用时间为t，根据水平方向上x＝v0t可得v0＝xt ＝7td
(3)描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽 末端飞出开始做平抛运动，小球落到倾斜的挡板上，会挤压复写纸，在 白纸上留下印迹.取下白纸用平滑的曲线把这些印迹连接起来，就得到小 球做平抛运动的轨迹. (4)确定坐标原点及坐标轴：选定_斜__槽__末__端__处__小__球__球__心__在__白__纸__上__的__投__影___ 的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴.
竖直线用重垂线确定，因为小球在竖直方向所受的重力是竖直向下的.
(2) 某 同 学 通 过 实 验 得 到 的 轨 迹 如 图 甲 所 示 ， 由 轨 迹 可 知 ， 竖 直 距 离 yOA∶yAB∶yBC＝_1_∶__3_∶__5_，tOA∶tAB∶tBC＝_1_∶__1_∶__1_，这表明在竖直方向 上的运动是初速度为_零___的_匀__加__速__直__线___运动.
实验：探究平抛运动的特点
实验方案
实验：探究平抛运动的特点
方案二 对比实验法
步骤1：探究竖直分运动
Q3：用下图装置研究竖直方向的运动时，能否保证A、B两球同时开始 运动？你能否观察到两球同时落地，若不能，又该怎么办？
在误差允许的范围内，可认为同时下落， 但不易直接看出两球同时着地。 仔细看：先摄像后慢放； 放大看：地面换成水槽，看水花是否同时激起；
第五章 抛体运动
5.3实验：探究平抛运动的特点
7
知识回顾
观 看 影 片 《 速 度 与 激 情
》 片 段
回答并思考： Q1：什么是抛体运动？
Q2：什么是平抛运动？
实验：探究平抛运动的特点
学习目标
1 知道用运动分解的方法研究平抛运动； 2 掌握频闪照相法、对比法和描点法的实验原理，会根据平抛运动的轨 迹，研究平抛运动水平和竖直分运动的特点； 3 通过本节课实验，了解科学探究中获取及处理数据的方法。
结果分析 方案一：频闪照相法
x1
x2
x3
x4
结果分析
小 在误差允许的范围内
h
球 水平方向：
3h
做 平
四段水平位移近似相等；
抛 且四段水平位移所用的时间相等。
5h
运
动 竖直方向：
的 四段竖直位移之比1：3：5：7，
7h
频 闪 照
相邻两段位移之差为常数
（Δh=aT 2）
片
实验：探究平抛运动的特点
实验结论
不能，从同一高度释放小球，保证初速度相同
Q3：你所记录的多个小球位置之间的时间间隔相等吗？为了获取相同时 间间隔的点，你有什么办法？
不相等，描点做图法
二、探究平抛运动的特点 实验方案 方案三：描点法
科学探究平抛运动的特点
01 Chapter主题介绍0102平抛运动定义研究目的和意义研究目的研究意义02 Chapter水平方向的运动特点匀速直线运动平抛运动在水平方向上的速度大小等于初速度的大小。
速度大小运动时间速度大小平抛运动在竖直方向上的速度大小随时间不断增大，但不会超过初速度的大小。
自由落体运动平抛运动在竖直方向上受到重力的作用，可以看作是自由落体运动，即加速度为重力加速度，方向竖直向下。
运动时间平抛运动在竖直方向上的运动时间取决于垂直距离和重力加速度。
竖直方向的运动特点速度加速度速度和加速度03 Chapter实验准备030201实验过程3. 开启光电计时器，将光电头对准平抛运动轨迹，调整光电头的位置和参数，确保能够准确捕捉到运动时间。
数据处理结果分析结论总结实验结果及分析04 Chapter平抛运动的规律平抛运动的应用场景生活中的平抛运动实例05 Chapter拓展实验设计实验设计二实验设计三实验设计一03应用三创新应用展示01应用一02应用二学生互动环节活动一组织学生进行小组讨论，分享各自对平抛运动的理解和感悟，并互相评价。
活动二让学生设计简单的平抛运动实验，并记录和分析实验数据。
活动三邀请学生分享自己在探究平抛运动过程中的创新想法和实践成果，鼓励其他学生进行评价和讨论。
THANKS。
实验：探究平抛运动的特点(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
新课讲授
新课讲授
误差分析：(1)安装斜槽时，其末端不水平．(2)钢球做平抛运动 时受空气阻力影响．(3)钢球每次滚下的初位置不相同．(4)建立 坐标系时，误将斜槽口在背板图甲所示，用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖 直向下运动。用频闪照相的方法研究A、B两球的运动。如图乙所示是它们运动过程的 频闪照片。仅从照片上看，相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相
杂的曲线运动分解为两个相对简单的、我们比较熟悉的直线运 动，或许就能找到平抛运动的特点。
新课讲授
一、实验思路
1.研究方法：（1）建立平面直角坐标系； （2）化曲为直，将运动进行分解。
2.分解为哪两个方向的运动？两个方向分别做什么运动？
3.理论猜想：
初速度 水平方向 V0 竖直方向 0
受力情况 不受力
1．抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只 受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。
2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。
①条件: 初速度沿水平方向； 忽略空气阻力，只受重力。
②性质：匀变速曲线运动
新课引入
思考与讨论： 平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。如果我们能把这个复
等，据此，可以认为（ A ）
A．A小球在水平方向做匀速运动 B．A小球在水平方向做匀加速运动 C．A小球在竖直方向做匀速运动 D．A小球在竖直方向做匀加速运动
实验：探究平抛运动的特点
板书设计
三、探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点。 1、平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向速度 的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动； 2、平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向的速 度大小不影响平抛运动在水平方向的运动；
作业布置
课后练习和同步练习
谢谢
⑤以O点为原点，画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
⑥求小球平抛的初速度v0
平抛运动实验
新知讲解
1 3
x
M
O
平抛运动与水平 5 y
N
方向的运动 （3）实验结论： 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直
方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动。
新知讲解
注意事项 ①保证斜槽末端点的切线水平，方木板竖直。 ②小球每次从斜槽上同一位置滚下。 在平抛运动的轨迹上找到每隔相等时间物体所到达的位置。 测量两相邻位置间的水平位移，分析这些位移特点。
的几个实验点，其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是（ BC ）
A．小球滚下的高度较其它各次高 B．小球滚下的高度较其它各次低 C．小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍
A BC
D
D．小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度
y
拓展提高
2、“研究平抛物体的运动”实验的装置如图所示，在实验前应（ AB） A．将斜槽的末端切线调成水平 ； B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 C．小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放； D．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点 和所建坐标系的原点 。
拓展提高
3、（1）用如图甲所示的装置探究平抛运动规 律。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水 平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察 到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改 变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这 说明 平 ——抛—运——动—在——竖—直——方—向——为—自——由—落——体—运——动—。
实验：探究平抛运动的特点
实验：探究平抛运动的特点一、教材分析抛体运动是运动与合成与分解方法的实例运用，是物理教学从直线运动转向曲线运动的转折点；学生生活中有丰富的抛体运动的经验，该内容是引导学生从生活走向物理的良好素材。
二、学情分析学生已经具备牛顿力学、匀变速直线运动、矢量等相关的知识基础。
学生思维的独立性、深刻性和灵活性得到进一步发展，但抽象思维、逻辑思维不够严谨。
己经具备初步的实验设计能力、较好的实验操作能力、观察能力及分析能力。
三、设计思想本节课的教学力求贯彻新课程体验，采用探究式教学，引导学生通过实验探究形成对抛体运动的认识；让学生在获得知识的同时，体验科学探究过程，了解科学研究方法，发展探索自然的兴趣与热情，培养实验探究能力和交流协作能力。
四、学习目标1.物理观念：合运动与分运动等效替代的观念。
2.科学思维：通过逻辑推理师生共同总结平抛运动的规律（科学推理）；对平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分运动进行实验探究（科学论证）。
3.科学探究：先提出问题，通过交流、讨论形成假设。
即将做平抛运动的物体分别与做匀速直线运动和做自由落体运动的物体相对比。
实验过程收集证据，进行交流合作。
学生陈述观点、提出问题、解释或共同讨论解疑。
五、教学重难点【教学重点】平抛运动实验的设计、装置、操作及数据处理。
【教学难点】1．平抛运动的条件及相应控制方法；2．用实验获得平抛运动轨迹的方法。
六、教学过程［新课导入］通过电影片段激发学生对平抛运动的兴趣和思考，然后复习平抛运动的理论知识，本节课我们通过实验来进一步探究平抛运动的特点，分析平抛运动的轨迹，计算平抛运动的初速度等。
［新课教学］一、为记录平抛运动轨迹，实验室中较常用的方法：介绍参考方案一频闪照相法1.根据图片猜想，小球在水平方向和竖直方向的分运动有和特点？2.如何建立坐标系？3.需要记录那些数据？怎样用实验数据检验你的猜想？结论：水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动。
实验：探究平抛运动的特点_课件
判断平抛运动的轨迹是不是抛物线以及计算平抛物体的初速度
知识回顾
将物体以一定的初速度沿 水平 方向抛出，不考虑空气阻力 ，物体只在重力 作 用下所做的运动叫做平抛运动 平抛运动的轨迹是 抛物线 平抛运动可以分解为 水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 两个方向上的分速度 两个方向上的分位移
注意事项 ①保持弯导管末端水平，以保证初速度沿水平方向 ②记录细水柱的轨迹时要注意瓶中水面不能下降到 A之下，为了保持细水柱的稳定 ③描绘轨迹时，一定要连成平滑的曲线
细水柱法的优缺点
优点 制作简单 材料易找 轨迹获得得较容易
缺点 水柱质量小，空气阻力影响较大 轨迹偏差较大 轨迹可用范围较小
频闪照片法（录像法）
所需装置及器材 小钢球、频闪照相机或数码摄像机 如何获得平抛运动 用照相机连续曝光，把小球从水平桌面飞 出后做平抛运动的整个过程拍下来，得到 小球的频闪照片 如何描绘平抛轨迹： 用方格纸做背景，把小球在照片上的位置 描绘到方格纸上，画出轨迹
频闪照片法（录像法）
注意事项 保持小球初速度的水平 拍摄范围要包括小球被抛出时的位置
如何获得平抛运动 小钢球从斜槽上滚下，冲过水平 槽飞 出后做平抛运动。每次都使钢球在斜 槽上同一位置滚下，钢球在空中做平 抛运动的轨迹就是一定的。
平抛运动演示仪法
如何描绘平抛轨迹
a.在后面面板上用压纸板或图钉固定一张白纸， 在白纸上建好坐标系，把小球放在槽口处，用 铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影 点O，O即为坐标原点
本节课我们通过实验来验证上节课学习的平抛运动规律
实验目的
获得轨迹 ？
对轨迹进行研究 求物体平抛的初速度
获得平抛轨迹的方法
描绘平抛运动的轨迹可以有很多方法，现我们介绍其中的几种 ①细水柱法 ②频闪照片法（录像法） ③平抛演示仪法
实验探究平抛运动的特点课件高一下学期物理人教版
分运动是自由落体运动；
6
制订方案，设计实验
方案二：在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运 动规律，再设法分析另外一个方向的运动规律 实验1：探究平抛运动竖直分运动的特点
（1）用小锤击打弹性金属片后，A球沿水 平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放， 自由下落，做自由落体运动。A、B两球同 时开始运动。观察两球的运动轨迹，比较它 们落地时间的先后。
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应用规律，反思改进
练习1. 如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运
动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的
பைடு நூலகம்
小球。AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹； BB′
为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C 球自由
下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出结论： 【答案】仔细观察照片可以发现，B、C两球在任一曝光瞬间的位
置总在同一水平线上，说明平抛运动物体B在竖直方向上的运动
特点与自由落体运动相同；而A、B两小球在任一曝光瞬间的位置
总在同一竖直线上，说明平抛运动物体B在水平方向上的运动特
点与匀速直线运动相同。所以，做平抛运动的物体在水平方向做
匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动。
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课堂小结
平抛运动 特点：初速度沿水平方向，只受重力作用 实验探究 三种实验方案 实验结论：水平方向—匀速直线运动；
11
分析论证、得出结论
注意：
斜槽安装：实验中必须调 整斜槽末端的切线水平， 将小球放在斜槽末端水平 部分，将其向两边各轻轻 拨动一次，若没有明显的 运动倾向，斜槽末端的切 线就水平了．
12
应用规律，反思改进
例1、在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录
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1 / 9第5讲 实验:探究平抛运动的特点A 组 基础巩固1.(2018东城期末)对于“探究平抛运动的特点”的实验,如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O 为抛出点。
在轨迹上任取两点A 、B,分别测得A 点的纵坐标为y 1=4.90 cm 、B 点的纵坐标为y 2=44.10 cm,A 、B 两点间的水平距离Δx=40.00 cm。
g 取9.80 m/s 2,则平抛小球的初速度v 0为 m/s 。
答案 2.00解析 由y 1=12g t 12,代入数据解得t 1=0.1 s,由y 2=12g t 22,代入数据解得t 2=0.3 s,Δt=t 2-t 1=0.2s,Δx=0.40 m,由Δx=v 0·Δt,得v 0=Δx Δt =0.400.2 m/s=2.00 m/s 。
2.(2017朝阳期中)小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动。
甲乙(1)(多选)小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验。
下列说法正确的是。
A.应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B.斜槽轨道必须光滑C.斜槽轨道的末端必须保持水平D.本实验必需的器材还有刻度尺和停表(2)小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动。
图乙是在每小格的边长为5 cm的背景下拍摄的频闪照片,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。
则照相机两次闪光的时间间隔Δt=s,小球被抛出时的水平速度 v= m/s。
答案(1)AC (2)0.1 2.0解析(1)为了保证小球做平抛运动的初速度相等,每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放,斜槽可以不光滑,故B错误,A正确;为了保证小球的初速度水平,斜槽末端必须保持水平,故C正确;由于有坐标纸不需要刻度尺,可以用Δh=gT2求出时间间隔,所以不需要使用停表,D错误。
(2)在竖直方向上,根据Δy=2L=gT2得 T=√2Lg =√0.110s=0.1 s,则小球平抛运动的初速度v0=4LT=0.20.1m/s=2.0 m/s。
3.(2017海淀零模)在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置。
实验操作的主要步骤如下:2/ 9A.在一块平木板上钉上复写纸和白纸,然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前,木板与槽口之间有一段距离,并保持板面与轨道末端的水平段垂直B.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹AC.将木板沿水平方向向右平移一段距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹BD.再将木板水平向右平移同样距离x,使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,在白纸上得到痕迹C。
若测得A、B间距离为y1,B、C间距离为y2,已知当地的重力加速度为g。
(1)关于该实验,下列说法中正确的是。
A.斜槽轨道必须尽可能光滑B.每次释放小球的位置可以不同C.每次小球均须由静止释放D.小球平抛的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度h,之后再由机械能守恒定律求出(2)根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为v= 。
(用题中所给字母表示)(3)另外一位同学根据测量出的不同x情况下的y1和y2,令Δy= y2-y1,并描绘出了如图所示的Δy-x2图像。
若已知图线的斜率为k,则小球平抛的初速度大小v与k的关系式为。
(用题中所给字母表示)答案(1)C (2)x√gy2-y1(3)v=√gk3/ 94 / 9解析 (1)为了保证每次小球从斜槽轨道末端射出的速度相同,需使小球从斜槽同一位置,由静止释放。
(2)y 2-y 1=gT 2,x=v 0T,解得v 0=x √gy2-y 1(3)Δy =y 2-y 1=gT 2x =v 0T }⇒Δy=g·x 2v 02,则g v 02=k,则v 0=√g k B 组 综合提能1.(2017昌平二模)(1)为了探究平抛运动的规律,老师做了如下两个演示实验:①为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,用如图所示装置进行实验。
小锤打击弹性金属片,A 球水平抛出,同时B 球被松开自由下落。
关于该实验,下列说法正确的是 。
A.所用两球的质量必须相等B.只做一次实验发现两球同时落地,即可以得到实验结论C.应改变装置的高度多次实验D.本实验也能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动②如图所示,两个相同的弧形轨道M 、N 位于同一竖直面内,其中N 轨道的末端与光滑的水平地面相切。
两个完全相同的小钢球P 、Q,以相同的水平初速度v 0同时从轨道M 、N 的末端射出,观察到P 落地时与Q 相遇。
只改变弧形轨道M 的高度,多次重复实验,仍能观察到相同的现象。
这说明: 。
(2)为了进一步研究平抛运动,某同学用如图所示的装置进行实验。
①(多选)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列要求合理的是。
A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放B.斜槽轨道必须光滑C.斜槽轨道末端必须水平D.本实验必需的器材还有刻度尺和停表②甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹,以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系,如图所示。
从运动轨迹上选取多个点,根据其坐标值可以验证轨迹是符合y=ax2的抛物线。
若坐标纸中每小方格的边长为L,根据图中M点的坐标值,可以求出a= ,小球平抛运动的初速度v0= 。
(重力加速度为g)5/ 96 / 9③乙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损,导致平抛运动的初始位置缺失。
他选取轨迹中任意一点O 为坐标原点,建立xOy 坐标系(x 轴沿水平方向、y 轴沿竖直方向),如图所示。
在轨迹中选取A 、B 两点,坐标纸中每小方格的边长仍为L,重力加速度为g 。
由此可知:小球从O 点运动到A 点所用时间t 1与从A 点运动到B 点所用时间t 2的大小关系为:t 1 t 2(选填 “>”“<”或“=”);小球平抛运动的初速度v 0= ,小球平抛运动的初始位置坐标为( , )。
④丙同学将实验方案做了改变,他把桌子搬到墙的附近,调整好仪器,使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的墙上,把白纸和复写纸附在墙上,记录小球的落点。
然后等间距地改变桌子与墙的距离,就可以得到多个落点。
如果丙同学还有一把刻度尺,他是否可以计算出小球平抛时的初速度?请简要阐述理由。
答案 (1)①C ②做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动(2)①AC ②15L √5gL 2③= 2√2gL -4L-L7 / 9④可以。
用刻度尺测量落点与抛出点之间的竖直距离y,测量墙与桌子的水平距离x,根据y=12gt 2,可得t=√2y g ,则v 0=x t =x √g2y ,改变桌子与墙的水平距离x,测量多组x,y 值,计算多组初速度,取平均值即可。
解析 (1)①本实验应改变装置高度多次实验,发现两球总是下落时间相同,进而说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,但不能说明水平分运动是匀速直线运动。
由自由落体运动规律有h=12gt 2,下落时间t=√2ℎg ,与球质量无关,两球质量可以不等。
②改变弧形轨道M 的高度,P 球从不同高度做平抛运动,落地时均与Q 相遇说明相同时间内两球运动相同的水平位移,即平抛运动的水平分运动为匀速直线运动。
(2)①小球每次从斜槽上同一位置由静止释放,滑到斜槽末端时的速率一定,保证平抛初速度不变,描出的是同一轨迹。
斜槽轨道不必光滑。
末端水平,才能保证小球做平抛运动。
本实验不需要停表。
②由y=ax 2得a=yx 2,将M 点坐标(5L,5L)代入得a=5L (5L )2=15L 。
根据x=v 0t,y=12gt 2,得v 0=xt =√2yg=x·√g 2y=5L·√g 10L=√5gL 2。
③OA、AB 间水平方向均为4个格,由t=xv 可知t 1=t 2。
y AB -y OA =gT 2,T=√y AB -y OAg=√2L g ,v 0=4LT =2√2gL 。
自由落体运动,从开始下落,相邻相等时间内竖直位移之比为1∶3∶5,而y OA ∶y AB =3∶5,因此初始位置坐标为(-4L,-L)。
2.(2018海淀零模)物理课上同学们通过实验“研究平抛运动”。
(1)(多选)甲组同学利用图甲所示的实验装置,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有 。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平B.斜槽轨道必须光滑C.每次小球应从同一位置由静止释放8 / 9D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接甲(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O 为坐标原点,测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y,图中y-x 2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 。
(3)验证轨迹是符合y=ax 2的抛物线后,根据图乙中y-x 图像M 点的坐标值,可以求出a= m -1,小球平抛运动的初速度v 0= m/s 。
(重力加速度为g=10 m/s 2)乙(4)乙组同学为了得到平抛运动轨迹采用图丙所示装置,为了得到稳定的细水柱,不受瓶内水面高低的影响,应选择 。
丙(5)丙组同学用手机数码摄像功能来记录平抛运动的轨迹,每秒可拍摄几十帧照片,用它拍摄小球从水平轨道飞出后做平抛运动的几张连续照片。
用数学课上画函数图像的方格黑板做背景,通过图像处理,就可以记录小球在运动过程中每隔相同时间的位置,如图丁所示。
请从图片中获取数据,分析、论证平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。
丁答案(1)AC (2)C (3)5.0 1.0(4)A (5)见解析解析(1)为了描绘平抛运动轨迹,水平初速度应不变,所以斜槽轨道末端必须水平且每次从同一高度释放小球,与斜槽轨道是否光滑无关,描绘的点应用平滑曲线连接。
(2)x=v0t,y=12gt2,则y=g2v02x2,则y和x2为一次函数关系,故选C。
(3)将x=30 cm=0.3 m、y=45 cm=0.45 m代入y=g2v02x2得v=1.0 m/s。
将x=30 cm=0.3 m、y=45 cm=0.45 m代入y=ax2得a=5.0 m-1。
(4)为了得到稳定的细水柱,不受瓶内水面高低的影响,则出水口处受到的压强应恒定。
A中出水口处水的压强=大气压强+两管口高度差h的水柱产生的压强,为定值。
(5)以方格的左上顶点为坐标原点,以水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向建立坐标系,各点坐标分别为1(2,1)、2(6,4)、3(10,11)、4(14,22)。
相邻两点间水平位移相等,可知水平分运动为匀速直线运动。
相邻两点间竖直位移差相等,可知竖直分运动为匀加速直线运动。
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