13平拋運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)

1、4.注意事項(xiàng)3實(shí)驗(yàn):研究平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡、2、會(huì)判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡就是不就是拋物線、3、會(huì)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度、4、掌握描跡法、頻閃照相法等探究實(shí)驗(yàn)的常用方法知識(shí)探究新那探究點(diǎn)點(diǎn)落實(shí)一、描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡1 .實(shí)驗(yàn)原理用描跡法(或噴水法或頻閃照相法)得到物體平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.2 .實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小球、方木板、圖釘、刻度尺、鉛垂線、鉛筆、白紙、鐵架臺(tái) 3 .實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖1甲所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端點(diǎn)恰好靜止).圖1(2)以水平槽末端端口上小球球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)。，過(guò)O點(diǎn)畫(huà)出豎直的y軸與水平的x軸.(3)使小球從斜

2、槽上同一位置由靜止?jié)L下，把筆尖放在小球可能經(jīng)過(guò)的位置上，如果小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖，就用鉛筆在該位置畫(huà)上一點(diǎn).用同樣方法，在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下若干點(diǎn).(4)將白紙從木板上取下，從。點(diǎn)開(kāi)始通過(guò)畫(huà)出的若干點(diǎn)描出一條平滑的曲線，如圖乙所示(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(將小球放在斜槽末端水平部分，若小球靜止，則斜槽末端水平).(2)方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時(shí)要用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙豎線就是否豎直(3)小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放.(4)坐標(biāo)原點(diǎn)不就是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)就是小球出槽口時(shí)球心'在木板上的投影點(diǎn)(5)小球開(kāi)始滾下的位置高度要適中，以使小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由白紙的左上角一

3、直到達(dá)右下角為宜二、判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡就是不就是拋物線方法一公式法1 .原理:若平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡就是拋物線，則當(dāng)以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系后，軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng) 具有y= ax2的關(guān)系，而且同一軌跡a就是一個(gè)特定的值.2 .驗(yàn)證方法用刻度尺測(cè)量幾個(gè)點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)，分別代入y= ax2中求出常量a,瞧計(jì)算得到的a值在誤差允許的范圍內(nèi)就是否就是一個(gè)常數(shù).方法二圖象法建立yx2坐標(biāo)系，根據(jù)所測(cè)量的各個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的y值與x2值，在y x2坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連接各點(diǎn)瞧就是否在一條直線上，并求出該直線白斜率即為a值.三、計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度可以分為兩種情況1

4、.平拋軌跡完整(即含有拋出點(diǎn))在軌跡上任取一點(diǎn)，測(cè)出該點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的水平位移x及豎直位移y,就可求出初速度 vo、因 x= vot,y=：gt2,故 丫。：*、2 .平拋軌跡殘缺(即無(wú)拋出點(diǎn))在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C(如圖2所示)，使A、B間及B、C間的水平距離相等2加=hBC hAB= gthBC hAB所以初速度V0 = X= x止三典例精折圖2完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知A、B間與B、C間所用時(shí)間相等，設(shè)為t,則垂點(diǎn)好點(diǎn)個(gè)個(gè)擊破（2）上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序就是 .（3）已知圖中小方格的邊長(zhǎng)L=1、25 cm,則小球平拋的初速度為vo =（用L、g表示），其值

5、就是.（取 g = 9、8 m/s 2）（4）b點(diǎn)的速度vb=、（用L、g表示）解析 （1）這種方法，需讓小球重復(fù)同一個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)多次，才能記錄出小球的一系列位置，故必須讓小球每次 由同一位置靜止釋放.斜槽末端切線水平，小球才會(huì)做平拋運(yùn)動(dòng).由Ax= aT2得兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=、/4,所以小球的初速度V0=,= 2/Lg,代入數(shù)據(jù)得v°= 0、7 m/s、3L 3_ Lg , 22（4）vby= 2T=2 ，由 vb=/vby+V0得 Vb= JJLg+4Lg = 52VLg答案（1）同一位置靜止斜槽末端切線水平例1如圖3所示，在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中 ，可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌

6、跡 ，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下(2)BAC(3)2VLg0、7 m/s (4)2VLgA.讓小球多次從 釋放，在一張印有小方格的紙上記下小球經(jīng)過(guò)的一系列位置，如圖中a、b、c、d所示.B.按圖安裝好器材，注意，記下平拋初位置 O點(diǎn)與過(guò)O點(diǎn)的水平線與豎直線.C.取下方格紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以水平線為x軸，豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫(huà)出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌 跡.例2在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球不同時(shí)刻在空中所通過(guò)的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用了如圖4所 示的裝置.先將斜槽軌道的末端調(diào)整至水平，在一塊平整的木板表面釘上白紙與復(fù)寫(xiě)紙.將該木板豎直立于水平地面上,使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板

7、并在白紙上留下痕跡A;將木板向遠(yuǎn)離槽口方向平移距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B;又將木板再向遠(yuǎn)離槽口方向平移距離x,小球再?gòu)男辈凵暇o靠寸板處由靜止釋放，再得到痕跡C,若測(cè)得木板每次移動(dòng)距離x= 10、00 cm,A、B 間距離y=5、02 cm,B、C 間距離y2=14、82 cm、請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（g 取 9、8 m/s2）fl“上小工”B.只能說(shuō)明上述規(guī)律中的第條(1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放？(2)根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量求得小球初速度的表達(dá)式為vo =(用題中所給字母表示).(3)小球初速度的測(cè)量值為 m/s、解析(1)為了

8、保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同C.不能說(shuō)明上述規(guī)律中的任何一條D.能同時(shí)說(shuō)明上述兩條規(guī)律(2)做雜技表演的汽車(chē)從高臺(tái)水平飛出，在空中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后著地.一架相機(jī)通過(guò)多次曝光，拍攝得到汽車(chē)在著地前后一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)照片，如圖6所示(虛線為正方形格子).(2)由題意知，A到B、B到C的時(shí)間相等，設(shè)為T(mén),由Ay=gT2得T=選=寸?又 x= voT,所以 vo=申=x"jg、 (3)代入數(shù)據(jù)得 vo=1、00 m/s答案(1)見(jiàn)解析g(3)1、00一y1例3 (1)平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)如圖5所示為研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，現(xiàn)把兩

9、個(gè)小鐵球分別吸在電磁鐵C、E上，然后切斷電磁鐵 C的電源，使一個(gè)小鐵球從軌道 A射出，并在射出時(shí)碰到碰撞開(kāi)關(guān) S,使電磁鐵E斷電釋放它吸著的小鐵球，兩鐵球 同時(shí)落到地面.這個(gè)實(shí)驗(yàn)()圖6已知汽車(chē)長(zhǎng)度為3、6 m,相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔相等，第三個(gè)像就是剛好著地的時(shí)刻，由照片可以推算出 汽車(chē)離開(kāi)高臺(tái)時(shí)的瞬時(shí)速度大小為 m/s,高臺(tái)離地面的高度為 m(取g=10 m/s2).解析(1)由于左端小鐵球平拋的同時(shí)，右端小鐵球開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)，且兩球同時(shí)落地，說(shuō)明平拋的小鐵球在豎直方向上與右端小鐵球做同樣的運(yùn)動(dòng)，也做自由落體運(yùn)動(dòng)，但無(wú)法說(shuō)明平拋小鐵球在水平方向的運(yùn)動(dòng),故只有B正確.(2)汽車(chē)在豎直方向

10、做自由落體運(yùn)動(dòng)，由Ah= gT2可得，兩次曝光的時(shí)間間隔為rzhn 入 /r6T=3=比=y 常 s=°、6 sA.只能說(shuō)明上述規(guī)律中的第條水平初速度 v0 = 2l = 2J m/s=12 m/s、前三個(gè)像中，中間位置車(chē)的豎直速度為312T3X3、62 0、6m/s= 9 m/s汽車(chē)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到中間位置的豎直位移為,曾_上 ，h1=2g 2X10 m=4、05 m從拋出點(diǎn)到地面的高度為h2=hi + 2l = （4、05 + 2X3、6） m=11、25 m、答案(1)B (2)12 11、25答案（1）平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)（2）P球擊中Q球平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平

11、方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案 C2.兩個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件 ，進(jìn)行了 “研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)圖（1）甲同學(xué)采用如圖7甲所示的裝置用小錘擊打彈性金屬片，使A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開(kāi)，自由下落,觀察到兩球同時(shí)落地，改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出日的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說(shuō)明（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置.兩個(gè)相同的弧形軌道 M、N,分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q,其中N的末端可 瞧做與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度vo相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵 C、D上，然后切斷電源，使兩

12、小球同時(shí)以相同的初速度vo分別從軌道M、N的末端射出.實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)就是.僅僅改變弧形軌道 M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說(shuō)明圖8答案 10 2解析 因?yàn)閄ab=XBC,所以tAB=tBC,在豎直方向上，由 Ay=gT2得 7X0、055X0、05= 10T2,解得 T=0、1 s,故閃光頻率為10 Hz、 b2x 4X0、05水平速度 vo= =m/s= 2 m/s、T0、1達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，坐標(biāo)紙應(yīng)當(dāng)固定在豎直的木板上，下列圖中所示坐標(biāo)紙的固定情況與斜槽末端的關(guān)系正確的就是（）解析（1）通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明兩球具有等時(shí)性，由此說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)的物體

13、在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng).（2）兩球在水平軌道上相遇，水平方向運(yùn)動(dòng)情況相同，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)就是勻速直線運(yùn)動(dòng)3.甲同學(xué)在做“測(cè)量平拋運(yùn)動(dòng)的初速度”的課題研究時(shí)，得到如圖8所示一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，圖中每個(gè)方格邊長(zhǎng)為5 cm,g取10 m/s2,則閃光頻率就是 Hz,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度皿=m/s、答案 C40分鐘課時(shí)作業(yè)強(qiáng)化訓(xùn)糠站.展程升、選擇題（15全為單項(xiàng)選擇題）1利用如圖1所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，讓小球多次沿同一軌跡運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫(huà)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面說(shuō)法不正確的就是（）圖1A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B.每次釋放小

14、球的位置必須不同C.每次必須在斜槽上的同一位置由靜止釋放小球D.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或坐標(biāo)紙）相接觸答案 B解析要使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽軌道末端必須水平，A正確.要使小球每次拋出的初速度相等，釋放小球時(shí) 必須在斜槽上同一位置由靜止釋放 ，B不正確，C正確.小球離開(kāi)軌道后，僅受重力作用，不能有摩擦，D正確.2 .在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了求平拋物體的初速度，需直接測(cè)的數(shù)據(jù)有（）小球開(kāi)始滾下的高度小球在空中飛行的時(shí)間運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn) P的水平坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn) P的豎直坐標(biāo)A.B.C. D.解析由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，豎直方向y=gt2,水平方向x=vot,因此V0=黃，可見(jiàn)只要測(cè)得軌跡上某

15、點(diǎn)P的水平坐標(biāo)x與豎直坐標(biāo)y,就可求出初速度vo,故C項(xiàng)正確.3 .某實(shí)驗(yàn)測(cè)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)產(chǎn)生誤差，與誤差無(wú)關(guān)的就是（）A.弧形槽與球間有摩擦B.弧形槽末端切線不水平C.小球受空氣阻力D.小球每次自由滾下的位置不同答案 A解析要保證每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球平拋的初速度的大小與方向相同，需使小球每次從同一位置由靜止釋放，弧形槽末端應(yīng)水平；弧形槽與小球間的摩擦不影響小球每次平拋的初速度的一致性；小球受的空氣阻力使它不具備做平拋運(yùn)動(dòng)的條件.4、如圖2所示，在粗糙水平桌面上用練習(xí)本做成一個(gè)斜面，使小鋼球從斜面上某一位置滾下鋼球沿桌面飛出后做平拋運(yùn)動(dòng).用刻度尺測(cè)出下列哪一組數(shù)據(jù)可以求出鋼球離開(kāi)水平桌面時(shí)的速

16、度（）A.鋼球在練習(xí)本上滾下的距離、鋼球釋放點(diǎn)離桌面的高度B.水平桌面的高度、鋼球落地點(diǎn)與桌邊的水平距離C.鋼球釋放點(diǎn)離桌面的高度、鋼球在水平桌面上運(yùn)動(dòng)的距離D.鋼球釋放點(diǎn)離桌面的高度、鋼球落地點(diǎn)與桌邊的水平距離答案 BQvwvwfO解析鋼球沿桌面飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得y=igt2,x= vot,聯(lián)立解得vo=72gy,故要求出鋼球離開(kāi)水平桌面時(shí)的速度，需測(cè)量水平桌面的高度y、鋼球落地點(diǎn)與桌邊的水平距離x,B項(xiàng)正確.(1)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)示意圖.(2)在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意5、某物理實(shí)驗(yàn)小組利用如圖3所示裝置測(cè)量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度.在地面上沿拋出的速度方向水平放，則利用小球在刻度尺上的

17、落點(diǎn)置一把刻度尺，讓?xiě)覓煸趻伋鳇c(diǎn)處的重錘的投影落在刻度尺的零刻度線上位置，就可以直觀地得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度.下列各圖表示四位同學(xué)在刻度尺旁邊分別制作出的速(3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量(在畫(huà)出的示意圖中用字母標(biāo)出):度標(biāo)尺(圖中P點(diǎn)為重錘的投影位置，其中可能正確的就是()由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法就(5)計(jì)算公式為答案見(jiàn)解析 解析(1)如圖所示m/H答案 Amfsn 1),2 0B+ IE twLO哂02(1.4(th Ihfl J31.2_1k_JiL-=i' Mf tJIFl mF m>| >Trrp ,哨 io 旗 Wi w

18、 Sifmi 1" r .i> j. .i |i . .i|. ii| |n陌霜 an :而枷 wei|cD0 0,2 (14 (IXi 0,» 1.(jl oil| I I |ll l!I| Hi Ih ! I HI | II11 ii |t J!i |ii I |n iiJll'l刈3向Am林II I h l.f)El IIII AIIuh aiuiilH(2)安裝時(shí)要注意彈射器應(yīng)固定，且彈射器發(fā)射方向應(yīng)保持水平(3)實(shí)驗(yàn)中需測(cè)量彈丸射出的水平距離x與彈射器與水平地面的高度差h、；在水平方向上有x= vot,即平拋運(yùn)動(dòng)的水 一_ ,、.1c解析設(shè)小球做平拋

19、運(yùn)動(dòng)的豎直局度為h,由h=2gt2,得t =在彈射器高度不變的，情況下多次實(shí)驗(yàn)，取XI、X2xn的平均值X作為實(shí)3數(shù)據(jù).7.某同學(xué)采用如圖5甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)6、試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸出射初速度的實(shí)驗(yàn)方法.提供的實(shí)驗(yàn)器材有：彈射器(含彈丸,如圖4所示卜鐵架臺(tái)(帶有夾具卜米尺.2h .平位移X=V0、J,可見(jiàn)X與V0成正比，在速度標(biāo)尺上的速度值應(yīng)該就是均勻分布的，選項(xiàng)A正確.二、非選擇題(5)v彈丸=一隔 .g甲故初速度V0 =Ax 20、00X10 20、1m/s=2、00 m/s、8.小球A由斜槽滾下，從桌邊水平拋出，當(dāng)它恰好離開(kāi)桌邊緣時(shí)小球 B從同樣高度處自由下落，頻閃照相儀拍到了 B球下落過(guò)程的四個(gè)位置與A球的第1、2、4個(gè)位置，如圖6所示.已知背景的方格紙每小格的邊長(zhǎng)為2、4 cm,頻閃照相儀的閃光頻率為 10 Hz、圖5實(shí)驗(yàn)時(shí)下列哪些操作就是必須的 （填序號(hào)） 將斜槽軌道的末端調(diào)成水平 用天平稱出小球的質(zhì)量 每次都要讓小球從同一位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)此同學(xué)忘記在