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文本内容:
平抛运动试验(全面)
1.试验目的
(1)用试验方法描出平抛物体的运动轨迹
(2)从试验轨迹求平抛物体的初速度
2.试验原理平抛物体的运动可以看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动使小球做平抛运动,利用描迹法描出小球运动轨迹,建立坐标系,1/V——Clt测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,依据公式X=3和,就2%=厚可求得丫2丁,即为做平抛运动的初速度
3.参考案例
(1)案例一利用平抛运动试验器(犹如4-7-1所示)A、斜槽末端切线必需水平B、每次从同一位置无初速释放小球,以使小球每一次抛出后轨迹相同,每次描出的点在同一轨迹上1闪光频率是Hz2小球运动中水平分速度的大小是m/s3小球经过B点时的速度是m/s
9.如图所示,两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处,轨道的末端水平,在它们相同位置上各安装一个电磁铁,两个电磁铁由同一个开关限制,通电后,两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B,断开开关,两个小球同时起先运动.离开圆弧轨道后,A球做平抛运动,B球进入一个光滑的水平轨道,则1B球进入水平轨道后将做运动;变更A轨道的高度,多次重复上述试验过程,总能视察到A球正好砸在B球上,由此现象可以得出的结论是.2若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处,固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm,则可算出A铁球刚达P点的速度为m/s.gmlOm/s2,结果保留两位小数
10.如图所示,为“探讨平抛物体的运动”的试验装置.1试验室供应了如下器材小钢球,固定有斜槽的木板,坐标纸,重锤线,铅笔,秒表,图钉.其中不必要的器材是;2某同学在做试验时,留意了如下事项A.将小钢球轻轻放在斜槽末端时,小球能自动滚下;B.小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放.其中存在问题的是(填写选项前字母),应当如何调整.
(3)正确操作后,该同学以斜槽末端为坐标原点0建立坐标系,水平方向为z轴,竖直方向为y轴,在坐标系中描绘出小球的运动轨迹.在轨迹上选取几个不同的点,其中一个点的坐标为(xo,y),则利用x、y和当地重力加速度g,计算小球做平抛运动初速度v的表达式为Vo二.
(4)为了减小由于测量带来的误差,该同学依据所测得的数据,以y为横坐标(y为竖直方向位移),以X为纵坐标(x为水平方向位移),在坐标纸上画出相应的图象,发觉图象为过原点的直线.这位同学测出该直线的斜率为k,则利用k和当地重力加速度g,计算小球做平抛运动初速度v的表达式为v=.
011.某同学利用图1所示装置做“探讨平抛运动”的试验,依据试验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图2所示.图2中水平方向及竖直方向每小格的长度L均为
0.10m,P
1、P2和P3是轨迹图线上的3个点.完成下列填空(重力加速度g取
9.8m/s2)
(1)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动,利用图中读取的数据.求出小球从B运动到P2所用的时间为,小球抛出后的水平速度为(均用L、g表示).
(2)小球运动到P2时的速度为(用L、g表示),其值为m/s.
12.如图a是探讨小球在斜面上平抛运动的试验装置,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,并渐渐变更斜面及水平地面之间的夹角0,获得不同的射程x,最终作出了如图b所示的x-tan图象,则1由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度V二—.试验中发觉超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为m.2若最终得到的图象如图c所示,则可能的缘由是写出一个课后习题
1.在做“探究平抛物体的运动”试验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹为了能较精确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项前面的字母填在横线上2oa试验所用的斜槽要尽量的光滑,以减小摩擦b通过调整使斜槽的末端保持水平c每次释放小球的位置必需相同d每次必需由静止释放小球e记录小球位置用的木条或凹槽每次必需严格地等距离下降f小球运动时不应及木板上的白纸相碰撞g将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线⑵某同学在记录的白纸上画出小球运动轨迹如图所示,其中有一次试验记录位置C远离他所描好的运动轨迹,分析造成这一结果的可能缘由,写出一种可能性
(3)试验中测得A点的坐标为(9cm,5cm),依据这个数据求得小球的初速度为m/s.
2.在做“探究平抛物体的运动”试验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还须要的是A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧秤F.重垂线
3.某同学设计了一个探讨平抛运动的试验试验装置示意图如图4-7T0所示,A是一块平面木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图4-7-10中线、片……),槽间距离均为2把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上试验时依次将B板插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨的一同位置由静止释放每打完一点后,把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d试验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图4-7-11所示1试验前应对试验装置反复调整,直到O每次让小球从同一位置由静止释放,是为了02每次将B板向内侧平移距离*是为了o3在图4-7-11中绘出小球做平抛运动的轨迹
4.试依据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速的试验方法供应试验器材弹射器含弹丸,见图4-7-12;铁架台带有夹具;米尺弹射器471一一1在安装弹射器时应留意O2试验中须要测量的量并在示意图中用字母标出3由于弹射器每次射出的弹丸初速不行能完全相等,在试验中应实行的方法是__________________________________________________________4计算公式
5.一个同学做“探究平抛物体的运动”的试验,只在纸上登记重锤线y方向,遗忘在纸上登记斜槽末端位置,并只在坐标纸上描出如图4-7-13所示的一段曲线如何只用一把刻度尺算出这个物体的初速度?依据下面的提示,把方案的详细内容及初速度表达式表述出来在曲线上取三点,测量出相应距离反
16.利用单摆探究小球平抛运动规律,设计方案如图4-7-15a所示,在悬点o正下方有水平放置的炙热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离00=h hLo4-7-151电热丝P必需放在悬点正下方的理由是O2将小球向左拉起后自由释放,最终小球落到木板上的C点,O C=s,则小球做平抛运动的初速度为V二o3在其他条件不变的状况下,若变更释放小球时悬线及竖直方向的夹角,小球落点及0点的水平距离s将随之变更,经多次试验,以S为纵坐标、cos为横坐标,得到如图4-7-15b所示图像所以当=30时,s为m;若悬线长L=
1.0m,悬点到木板间的距离00为C、安装试验装置时,要留意使轨道末端及图板相靠近,并保持它们的相对位置不变D、要用重垂线把图板校准到竖直方向,使小球运动靠近图板,又不接触图板E、坐标原点不是槽口末端点,应是球在槽口时,球心在图板上的水平投影点0F、球的释放高度要适当,使其轨迹不至于太平也不至于太竖直,以减小测量误差G、计算初速度时,应选离点远些的点2案例二:利用水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹3案例三利用数码照相机或数码摄像机更精细地探究平抛运动如图4-7-
24、重点难点例析【考点一】平抛运动的试验步骤及留意事项【例1】在“探究平抛运动的运动规律”的试验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,试验简要步骤如下A.让小球多次从位置上滚下,登记小球遇到铅笔笔尖的一系列位置B.按图安装好器材,留意,登记平抛初位置点和过0点的竖直线C.取下白纸,以0为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹⑴完成上述步骤,将正确的答案填在横线上⑵上述试验步骤的合理依次是Or^l4r7c【变式训练】如图4-7-3所示是探讨平抛运动的试验装置简图,图4-7-4是试验后白纸上的轨迹图⑴说明图4-7-4中的两条坐标轴是如何作出的⑵说明推断槽口的切线是否水平的方法⑶试验过程中须要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹,进行这一步骤时应留意什么?【考点二】求平抛运动的初速度【例2】在“探讨平抛物体的运动”的试验中,某同学只在竖直板面上登记了重锤线y的方向,但遗忘了平抛的初位置,在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹,如图4-7-5所示现在曲线上取A、B两点,量出它们至Uy轴的距离,AA二X BB=x,以及AB的竖直距离h,用这2些可以求出求得小球平抛时的初速度为多大?图4-7-5变式训练在探讨平抛运动的试验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=l.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图4-7-6中a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度为v()=^用L、g表示),其值是o(g|Z
9.8m/s2)n=rt【平抛运动的案例分析】[例3]如图4-7-7所示为频闪摄影方法拍摄的探讨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动身的小球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如图4-7-8所示,在探讨平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开接触开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落,变更整个装置的高度H做同样的试验,发觉位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地,该试验现象说明白A球在离开轨道后A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动自我检测.在“探究平抛物体运动的规律”的试验中,小球做平抛运动的坐1标原点位置应是(设小球半径为r)()A.斜槽口末端点B.斜槽口点正上方r处C.槽口点正前方r处D.小球位于槽末端时,球心在竖直木板上的水平投影点.在做“探究平抛运动在水平方向的运动规律”的试验时,每次须将2小球从轨道同一位置无初速释放(如图所示),其目的是使小球A.抛出后只受重力B.抛出后轨迹重合C.抛出后初速度大小相等D.抛出时的速度方向水平.探讨平抛物体的运动,在安装试验装置的过程中,斜槽末端的切3线必需是水平的,这样做的目的是()A.保证小球飞出时速度即不太大,也不太小B保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨道是一条抛物线为了探究影响平抛运动水平射程的因素,某同学通过变更抛出点的
4.高度及初速度的方法做了6次试验,试验数据记录如下表序号抛出点的高度水平初速度(m/s)水平射程(m)(m)
10.
2020.
4020.
2030.
6030.
4520.
6040.
451.
2450.
800.
8260.
8062.4以下探究方案符合限制变量法的是(A.若探究水平射程及高度的关系,可用表中序号为
1、
3、5的试验数据B.若探究水平射程及高度的关系,可用表中序号为
2、
4、6的试验数据c若探究水平射程及初速度的关系,可用表中序号为
2、
4、6的试验数据D.若探究水平射程及初速度的关系,可用表中序号为
2、
4、6的试验数据
5.如图所示,用频闪相机拍摄”探讨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动身的小球.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()A.平抛运动水平方向的分运动是自由落体运动B.平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动c.平抛运动可分解为水平方向的自由落体运动和竖直方向的匀速直线运动D.平抛运动可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
6、.某同学在做“探讨平抛物体的运动”的试验中忘了登记槽末端的位置0,如图所示,A为物体运动一段时间后的位置,依据图象求出物体做平抛运动的初速度为(g取lOni/s)()A.10m/s B.10cm/s C.20m/sD.200cm/s
7.一个同学在做探讨平抛运动试验时,只在纸上登记y轴位置,并在坐标纸上描出如下图所示曲线.现在我们在曲线上取A、B两点,用刻度尺分别量出它们到y轴的距离AA二X”BBZ=x,以及AB的竖直距2离h,从而求出小球抛出时的初速度V为IX2-Xi2g2A.V2h B.x2-xl2gV2hD.
8.图4-7-9为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm,假如取g=10m/s2,那么囱。
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