高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 第5讲 实验：探究平抛运动检测
2019版高考物理一轮复习第四章曲线运动第5讲实验：探究平抛运动课件
公式为v0= y2 y1 (用题中所给字母表示);小球初速度值为 2.00 m /s。(g取9.80 m/s2,结果保留三位有效数字)
答案 x g 2.00 y2 y1
解析 木板每次后移距离等效于平抛物体的水平位移大小,因而打
的A、B、C三点中相邻两点时间间隔相等,由Δy=gt2,得t= y ,所以初速 g
第5讲 实验：探究平抛运动
实验装置
知识梳理
实验原理
平抛运动可以看做是两个分运动的合成:一是水平方向的① 匀速直线 运动,其速度等于平抛物体运动的② 初速度 ;另一个是竖直方向
的③ 自由落体 运动。利用坐标纸记下做平抛运动的小球运动时的 若干不同位置,然后描出运动轨迹。测出曲线上任一点的坐标x和y,利
2.在做“研究平抛物体的运动”的实验时,为了确定小球在不同时刻所 通过的位置,用如图所示的装置,将一块平木板钉上复写纸和白纸,竖直 立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直,使小球从斜槽上紧靠挡板处 由静止滚下,小球撞在木板上留下点迹A;将木板向后移距离x,再使小球 从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞在木板上留下点迹B;将木板再 向后移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再得到点迹C。 若测得木板每次后移距离x=20.00 cm,A、B间距离y1=4.70 cm,B、C间距 离y2=14.50 cm。根据以上直接测得的物理量推导出小球初速度的计算
1-1 在“研究平抛运动”的实验中:
(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线成水平方向,检查
方法是:
。
(2)确定小球抛出点即坐标原点O的方法是:把小球(设直径为d)放在平
直轨道的槽口处,用三角尺定出小球最高点在纸面上的投影,过投影点
作竖直线的垂线(即水平线),找出水平线和竖直线的交点,在交点之下
高三物理一轮复习 第4章6实验：研究平抛运动课件 新人教版(安徽专用)
D.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下， 调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下 此时木板与桌面的高度差h3=h+30.00(cm).
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球 的平抛初速度大小v0=2.0 m/s，钢球击中b 点时其竖直分速度大小为vby=1.5 m/s.已知 当地的重力加速度为g=10m/s2，空气阻力 不计.
0.40 m/s=2.0m/s 0.20
设从抛出点运动到B点所用时间为t， 则 t vBy = 2.0 s=0.20s
g 10 从抛出点运动到A点所用时间为
t1=t-T=(0.20-0.10)s=0.10s
在t1时间内小球的水平位移为
xA=v0t1=1.0×0.10m=0.10m=10cm
竖直位移
yA
=
1 2
gt12
=
1 2
10
(0.10)2m=0.050m=5cm
由题中所建立的坐标系得出抛出点坐标为(-10cm，-
5cm)
某同学设计了一个研究平 抛运动的实验装置，如图4-6-3.在水平桌 面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静 止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动. 在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木 板，木板由支架固定成水平，木板所在高 度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自 由调节.在木板上固定一张白纸.该同学在 完成装置安装后进行了如下步骤的实验：
x=0.52m，当cosθ=0时，x2=2m2，即当
ห้องสมุดไป่ตู้
θ= 时，πx=
2
m，2小球在最低点的速度
v
2gL，h
L
1 2
gt 2所，以
x
2gL
2h L，
高三物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天实验6研究平抛运动教师用书
文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编借•欢迎下载支持.实验6研究平抛运动1.实验目的(1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹.(2)用实验轨迹求解平抛物体的初速度.2.实验原理使小球做平抛运动，利用描迹法描绘小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,由公式： <=空_和可得3.实验器材(以斜槽法为例)斜槽(带小球)、木板及竖直固左支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.4.实验步骤(以斜面小槽法为例)图1(1)按实验原理图1所示安装实验装置，使斜槽末端水平.(2)以水平槽末端端口上小球球心位宜为坐标原点。
，过0点画出竖宜的y轴和水平的-V 轴.(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位巻上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法，在小球运动路线上描下若干点•(4)将白纸从木板上取下，从0点开始连接画出的若干点描岀一条平滑的曲线.1.实验注意事项(1)固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度水平.(2)固定木板时，木板必须处在竖直平而内且与小球运动轨迹所在的竖直平而平行，固定时要用重垂线检査坐标纸竖线是否竖直.(3)小球每次从斜槽上的同一位宜由静止释放，为此，可在斜槽上某一位宜固定一个挡板.(4)要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差.(5)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.(6)计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜.以便于测量和il•算.2.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有产=a丘的关系，且同一轨迹上曰是一个特左的值.(2)验证方法lword版本可编辑.欢迎下载支持.文档从网络中收集，已重新整理排版.word 版本可编辑:•欢迎下载支持.方法一：代入法用刻度尺测量几个点的x 、y 坐标，分别代入y= a 左中求岀常数a,看计算得到的a 值 在误差范围内是否为一常数.方法二：图象法建立尸/坐标系，根据所测量的各个点的川y 坐标值分别计算岀对应y 值的左值，在 尸/坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求岀该直线的斜率即为a 值.3 •计算平抛运动的初速度⑴平抛轨迹完整（即含有抛出点）在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x 及竖直位移戶 就可求出初速度沧（2）平抛轨迹残缺（即无抛出点）如图2所示，由轨迹上任取三点月、B 、G 使月、B 间及B 、C 间的水平距离相等，由平 抛运动的规律可知，A.万间与万、Q 间所用时间相等，设为"则△力=厶一局=gF1. ［实验原理及实验操作］在做研究平抛物体的运动的实验中，在调整斜槽时，必须使 斜槽末端切线方向水平，这样做的目的是（）A. 为了使小球初速度每次都相同B. 为了使小球运动轨迹是抛物线C. 为了使小球飞出时，初速度方向水平D. 为了使小球在空中运动时间每次都相等C ［小球平抛的初速度大小与释放点髙度有关，运动轨迹是否是抛物线与斜槽末端的切 线水平无关，小球在空中运动的时间主要由高度决左，故选项A 、B 、D 错误：只有斜槽末端 切线水平，才能保证小球离开槽口后做平抛运动.］2. ［实验数据的处理］如图3甲所示是“研究平抛运动"的实验装置图•图乙是实验后 记录的数据，其中0点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 __________ m/s.图3【解析】 由平抛运动的规律知，在水平方向上小球做匀速直线运动，则“=%◎竖直方向上小球做自由落体运动，则y=^gt z®将其中一组数拯如JV =32. 0 cm, y=19. 6 cm 代入①②式得内=1.6 m/s.【答案】1.6 2word 版本可编辑•欢迎下载支持. 所以t=,所以初速度％=。
浙江高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第一节曲线运动运动的合成与分解学案
第一节曲线运动运动的合成与分解[高考导航]12.宇宙c7797航行13.经典a力学的局限性实验：研1717究平抛运动平抛运动和圆周运动是高考考查的重点，命题频繁，万有引力与宇宙航行基本为必考内容。
着重考查的内容有：(1)平抛运动的规律及有约束条件的平抛运动；(2)圆周运动的运动学和动力学分析；(3)天体质量、密度的计算；(4)卫星运动的各物理量间的比较。
第一节曲线运动运动的合成与分解一、曲线运动答案：□1切线□2方向□3变速□4不在同一条直线上□5不在同一条直线上【基础练1】如图，乒乓球从斜面上滚下，以一定的速度沿直线运动。
在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径)，当乒乓球经过筒口时，对着球横向吹气，则关于乒乓球的运动，下列说法中正确的是( )A．乒乓球将保持原有的速度继续前进B．乒乓球将偏离原有的运动路径，但不进入纸筒C．乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒D．只有用力吹气，乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒解析：选B。
当乒乓球经过筒口时，对着球横向吹气，乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动，实际运动是两个运动的合运动；故一定不会进入纸筒，要提前吹才会进入纸筒，故A、C、D错误，B正确。
二、运动的合成与分解答案：□1实际□2平行四边形【基础练2】如图所示，这是工厂中的行车示意图，行车在水平向右匀速运动，同时悬挂工件的悬线保持在竖直方向，且工件匀速上升，则工件运动的速度( )A．大小和方向均不变B．大小不变，方向改变C．大小改变，方向不变D．大小和方向均改变解析：选A。
工件同时参与了水平向右的匀速运动和竖直方向的匀速运动，水平和竖直方向的速度都不变，根据矢量合成的平行四边形法则，合速度大小和方向均不变。
考点一物体做曲线运动的条件及轨迹分析1．曲线运动的条件：物体所受合外力(或加速度)方向与运动方向不共线。
2．曲线运动的类型(1)匀变速曲线运动：合力(加速度)恒定不变。
【全版】优化探究届高考物理一轮复习实验探究平抛运动的规律课件推荐PPT
(2)描迹法 实验装置如图所示，钢球从斜槽上滚下，从水平槽飞出后做平抛 运动，每次都使钢球在斜槽的同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动 的轨迹就是一定的，用铅笔描出小球每次经过的位置，通过多次实验， 在竖直放置的白纸上记录钢球经过的多个位置，连起来便可得到钢球 做平抛运动的轨迹．
(3)频闪照相法 用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹，如图所示．由于相邻两 帧照片间的时间间隔是相等的，只要分别测量相邻两照片上小球的水 平位移和竖直位移，就很容易判断平抛运动水平方向和竖直方向上的 运动特点．
用刻度尺测量某点的坐标值，代入y＝ax2中求出常量a(例如a＝，可以不写单位)，于是知道了代表这个轨迹的一个可能的关系式(即y＝
x(12))判．断平抛运动的(4轨)迹描是绘不是出抛物平线抛如图运所示动，的在x轴轨上迹作出：等距取离下的几坐个点标A1纸、A，2、将A3…坐，把标线纸段O上A1的记长下度记的为l，一那系么OA2＝2l
[自主解答] 为保(证2小)调球的整运动木轨板迹相，同，确应定使小坐球每标次做原平点抛运：动的用初图速度钉相同将，坐所以标应让纸小固球每定次都于从斜竖槽直上的木相同板位的置滚下，安
装器材时应注意使斜槽末端水平，方木板竖直且板面与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端放置．
如图，倒左置的上饮料角瓶，内装把着水木，瓶板塞调内插整着两到根竖两端直开口位的细置管，，其使中一板根面弯成与水平小，球加上的一个运很细动的轨喷嘴迹．[所直管在的作平用是面保证A处
平抛运动的轨迹，将它描在背后的纸上，进行分析处理．
(1)完成上出述步小骤，球将通正确过的答的案位填在置横线，上并． 在标纸上记下该点，用同样的方法确定轨迹上
用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹，如图所示．由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的，只要分别测量相邻两照片上小球的水
高中物理 第5章 曲线运动《实验 研究平抛运动》课件
解析：连续照片之间的时间间隔已知道，因此只需测量两个方向上的对应 距离，即可研究两个分运动的性质．
答案：BD
7．为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度
及初速度的方法做了 6 次实验，实验数据记录如下表：
序号
抛出点的 高度/m
水平初速度 /(m·s－1)
水平射程 /m
1
0.20
解析：平抛运动就是要求小球离开斜槽时，初速度一定是水平的． 答案：B
2．在研究平抛运动的实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用
() A．实心小铁球
B．空心小铁球
C．实心小木球
D．以上三种小球都可以
解析：空气阻力对实心小铁球的影响相对较小． 答案：A
3．(多选题)下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大( ) A．小球与斜槽之间有摩擦 B．安装斜槽时其末端不水平 C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点 O 较远
B．选用装置 2 要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端 A 一 定要低于水面
C．选用装置 3 要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置 由静止释放
高考物理一轮总复习课后习题 第4章 抛体运动与圆周运动 第5讲 实验 探究平抛运动的特点
第5讲实验:探究平抛运动的特点1.用如图甲、乙所示的两种装置来分析平抛运动。
(1)图甲中用小锤击打弹性金属片C,球A沿水平方向飞出后做平抛运动,与此同时,与球A相同的球B被松开做自由落体运动;改变实验装置离地面的高度,多次实验,两球总是(选填“同时”“A先B后”或“B先A后”)落地,这说明做平抛运动的球A在竖直方向上做(选填“自由落体运动”或“竖直下抛运动”)。
(2)图乙中,M、N是两个完全相同的轨道,轨道末端都与水平方向相切,其中,轨道N的末端与光滑水平面相切,轨道M通过支架固定在轨道N的正上方。
将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,同时切断电源,使两球以相同的初速度v0同时通过轨道M、N的末端,发现两球(选填“同时”或“先后”)到达E处,发生碰撞。
改变轨道M在轨道N上方的高度,再进行实验,结果两球也总是发生碰撞,这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动情况与Q球(选填“相同”或“不同”),为(选填“匀速直线运动”或“匀加速直线运动”)。
2.(浙江6月选考)在“探究平抛运动的特点”实验中(1)用图甲装置进行探究,下列说法正确的是。
A.只能探究平抛运动水平分运动的特点B.需改变小锤击打的力度,多次重复实验C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点(2)用图乙装置进行实验,下列说法正确的是。
A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动C.小钢球从斜槽M上同一位置由静止滚下(3)用图丙装置进行实验,竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。
实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上P点由静止滚下,撞击挡板留下点迹0,将挡板依次水平向右移动x,重复实验,挡板上留下点迹1、2、3、4。
以点迹0为坐标原点,竖直向下建立坐标轴y,各点迹坐标值分别为y1、y2、y3、y4。
测得钢球直径为d,则钢球平抛初速度v0为。
A.(x+d2)√g2y1B.(x+d2)√gy2-y1C.(3x-d2)√g2y4D.(4x-d2)√g2y43.某实验小组利用图甲所示装置测定平抛运动的初速度。
浙江版2018届高三物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天实验6研究平抛运动课件
(4)要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹 由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差．
(5)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点． (6)计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜．以便于测量和 计算．
2．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 (1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角 坐标系后，轨迹上各点的坐标具有 y＝ax2 的关系，且同一轨迹上 a 是一个特定 的值．
(2)验证方法 方法一：代入法 用刻度尺测量几个点的 x、y 坐标，分别代入 y＝ax2 中求出常数 a，看计算 得到的 a 值在误差范围内是否为一常数． 方法二：图象法 建立 y-x2 坐标系，根据所测量的各个点的 x、y 坐标值分别计算出对应 y 值 的 x2 值，在 y-x2 坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线 的斜率即为 a 值．
(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置 上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．用同样方法，在 小球运动路线上描下若干点．
(4)将白纸从木板上取下，从 O 点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲 线．
1．实验注意事项 (1)固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度水平． (2)固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平 面平行，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直． (3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置 固定一个挡板．
离相等，由平抛运动的规律可知，A、B 间与 B、C 间所用时间相等，设为 t，则源自Δh＝hBC－hAB＝gt2
所以 t＝
hBC－g hAB，所以初速度 v0＝xt＝x
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第5讲实验：探究平抛运动基础巩固1.(2018北京东城期末)对于“研究平抛运动”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y1=4.90 cm、B点的纵坐标为y2=44.10 cm,A、B两点间的水平距离Δx=40.00 cm。
g取9.80 m/s2,则平抛小球的初速度v0为m/s。
2.(2017北京朝阳期中,15,4分)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)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。
3.[2017北京海淀零模,21(2)]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:A.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.将木板再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v0= 。
(用题中所给字母表示)③实验完成后,该同学对上述实验过程进行了深入的研究,并得出如下的结论,其中正确的是。
A.小球打在B点时的动量与打在A点时的动量的差值为Δp1,小球打在C点时的动量与打在B点时的动量的差值为Δp2,则应有Δp1∶Δp2=1∶1B.小球打在B点时的动量与打在A点时的动量的差值为Δp1,小球打在C点时的动量与打在B点时的动量的差值为Δp2,则应有Δp1∶Δp2=1∶2C.小球打在B点时的动能与打在A点时的动能的差值为ΔE k1,小球打在C点时的动能与打在B点时的动能的差值为ΔE k2,则应有ΔE k1∶ΔE k2=1∶1D.小球打在B点时的动能与打在A点时的动能的差值为ΔE k1,小球打在C点时的动能与打在B点时的动能的差值为ΔE k2,则应有ΔE k1∶ΔE k2=1∶3④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v0与k的关系式为。
(用题中所给字母表示)综合提能1.如图,研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移。
保持水平槽口距底板高度h=0.420 m不变。
改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d,记录在表中。
(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移d与其初速度v0成关系,与无关。
(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理== ms=289.8 ms,发现理论值与测量值之差约为3 ms。
经检查,实验及测量无误,其原因是。
(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后,另做了这个实验,竟发现测量值t'依然大于自己得到的理论值t理',但二者之差在3~7 ms之间,且初速度越大差值越小。
对实验装置的安装进行检查,确认斜槽槽口与底座均水平,则导致偏差的原因是。
2.(2017北京昌平二模,21)(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,下列说法正确的有。
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v0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)③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t1与从A点运动到B点所用时间t2的大小关系为:t1t2(选填“>”、“<”或“=”);小球平抛运动的初速度v0= ,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。
答案精解精析基础巩固1.答案2.00解析由y1=g,代入数据解得t1=0.1 s,由y2=g,代入数据解得t2=0.3 s,Δt=t2-t1=0.2 s,Δx=0.40m,由Δx=v0·Δt,得v0== m/s=2.00 m/s。
2.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== s=0.1 s,则小球平抛运动的初速度v0== m/s=2.0 m/s。
3.答案①C②x③A④v0=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。
②y2-y1=gT2,x=v0T,解得:v0=x。
③Δp1=Δp2=mgT,A对,B错。
ΔE k1=mgh AB,ΔE k2=mgh BC,由于所打点A并不是小球平抛的初始位置,所以h AB、h BC关系不确定,ΔE k1、ΔE k2关系也不确定,C、D错。
④⇒Δy=g·,则=k,则v0=。
综合提能1.答案(1)正比飞行时间t(2)重力加速度取值不正确,g取值10 m/s2偏大(3)光电门传感器位于槽口的内侧、小球直径过大、小球飞过光电门需要时间解析(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移d与其初速度v0成正比关系,与飞行时间无关。
(2)计算小球飞行时间的理论值t== ms=289.8 ms中,g不能取值10 m/s2,应该取值g=9.8 m/s2,这样计算出的t=292.8 ms。
(3)导致偏差的原因是:光电门传感器位于槽口的内侧,水平槽口距底板高度h较大,小球飞行时受到空气阻力作用。
2.答案(1)①C②做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动(2)①AC②③=2-4L -L④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=gt2,可得t=,则v0==x,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=gt2,下落时间t=,与球质量无关,两球质量可以不等。
②小球Q在光滑水平面上做匀速直线运动,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=ax2得a=,将M点坐标(5L,5L)代入得a==。
根据x=v0t,y=gt2,得v0===x·=5L·=。
③O、A,A、B间水平方向均为4个格,由t=可知t1=t2。
y AB-y OA=gT2,T==,v0==2。
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)。