高中物理 5.4 《實驗研究平拋運(yùn)動》隨堂學(xué)案 新人教版必修2（高一）

1、第4節(jié) 實驗：研究平拋運(yùn)動課前感知1以一定的 將物體拋出，在 可以忽略的情況下，物體所做的運(yùn)動，叫拋體運(yùn)動2物體要做平拋運(yùn)動必須滿足：受力上僅受 ；速度上應(yīng)該有 方向的初速度3平拋運(yùn)動軌跡是 4把平拋運(yùn)動分解為 和 兩個方向處理.5.平拋運(yùn)動在水平方向 。即講即練【典題例釋】【我行我秀】【例1】在做“研究平拋物體的運(yùn)動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動，通過描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動的軌跡，為了能較準(zhǔn)確的描繪運(yùn)動軌跡，下面列出了一些操作要求將你認(rèn)為正確的選項前面的字母填在橫線上： A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平 B.每次釋放小球的位置必須不同 C.每次必須由靜止釋放小球 D.記錄小球位置用的

2、木條(或凹槽)每次必須嚴(yán)格地等距離下降 E.小球運(yùn)動時不應(yīng)與木板上的白紙(或坐標(biāo)紙)相接觸F.將球的位置記錄在紙上后，取下紙，利用直尺將點(diǎn)連成折線【思路分析】保證小球做平拋運(yùn)動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運(yùn)動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，記錄小球位置用的木條(或凹槽)，不必嚴(yán)格的等距離下降，因為本實驗要求只描繪運(yùn)動軌跡，研究其運(yùn)動規(guī)律是從軌跡上研究，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線【答案】ACE【類題總結(jié)】解決平拋實驗問題時，要特別注意實驗的注意事項。在平拋運(yùn)動的規(guī)律探究活動中

3、不一定局限于課本實驗的原理，要注重學(xué)生對探究原理的理解。圖5-4-1【例2】如圖5-4-1所示為用頻閃攝影方法拍攝的三個同時由同一點(diǎn)出發(fā)的小球的運(yùn)動情況，AA為A球在光滑水平面上以速度v運(yùn)動的軌跡。BB為B球以速度v被水平拋出后的運(yùn)動軌跡；CC為C球自由下落的運(yùn)動軌跡。通過分析上述三條軌跡可得出結(jié)論 ?！舅悸贩治觥繉球與A球相比較，可以看出在同一時刻，在水平方向上B球與A球在相同位置，說明B球水平方向上與A球的運(yùn)動是相同的，即在水平方向上B球做勻速直線運(yùn)動。將B球與C球的運(yùn)動相比較，B球在豎直方向上的位置與C球是相同的，即在豎直方向上B球與C球是相同的，即在豎直方向上B球做自由落體運(yùn)動。【答

4、案】在豎直方向上B球做自由落本運(yùn)動?！绢愵}總結(jié)】利用頻閃照片分析平拋運(yùn)動的合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系，是本章考題的常見形式，分析時重在掌握頻閃的導(dǎo)時性拍攝圖5-4-4【例3】小球做平拋運(yùn)動，用一張印有小方格的紙記錄其軌跡，若小球在平拋運(yùn)動途中的幾個位置如圖544中的a、b、c、d 所示，則小球平拋的初速度v0是多大？（其中小方格的邊長l=1.25cm，g=9.8m/s2） 【思路分析】利用平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，由豎直方向球的兩點(diǎn)間的時間間隔，再由水平的位移間隔可求得水平速度?！敬鸢浮縱o=0.70m/s由圖可知，小球在水平方向上做勻速運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動y=gt2， 即l=gt2 又2l=vo

5、t 上二式解得：vo=2lg代入l、g值得：vo=0.70m/s 【類題總結(jié)】本題考查的是通過對圖象的深入分析，了解學(xué)生對平拋運(yùn)動規(guī)律的理解程度由豎直方向的位移之比為l：2：3，可判斷a點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，所以在求解時不能用2l=vot和l=12gt2得出答案。【例4】下列哪些因素會使“探究平拋物體的運(yùn)動”實驗的誤差增大? A.小球與斜槽之間有摩擦 B.安裝斜槽時其末端不水平 C.建立坐標(biāo)系時，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)D.根據(jù)曲線計算平拋運(yùn)動的初速度時，在曲線上取作計算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn)【思路分析】小球與斜槽之間有摩擦，只要保證小球每次從槽上滾下的初始位置都相同，平拋時的初速度就都相同，不會引起誤

6、差。如果仔細(xì)考查一下小球在斜槽中的運(yùn)動，實驗中要求“應(yīng)使小球每次從槽上滾下時開始的位置都相同”，目的就是要保證小球離開斜槽末端時的平拋初速度相等.其中豎直高度、水平位移均由刻度尺進(jìn)行測量的，計算點(diǎn)距拋出點(diǎn)O越遠(yuǎn)，誤差越小。如果安裝斜槽時其末端不水平，其運(yùn)動就不是平拋而是斜拋運(yùn)動，會引起誤差。應(yīng)以斜槽末端小球重心所在的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，否則會引起誤差。取值范圍越大，誤差越小【答案】BC【類型總結(jié)】實驗操作的要求是根據(jù)實驗原理和要達(dá)到的精度而設(shè)置的，要確定每一個操作是否正確必須從實驗原理入手思考例如，研究平拋物體的運(yùn)動，實驗操作必須保證小球做平拋運(yùn)動；要描寫平拋物體的運(yùn)動軌跡，必須是同一個運(yùn)動過程物

7、體經(jīng)過的位置的連線。1（1）在本實驗中，如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，則下列說法中錯誤的是( )A.小球平拋的初速度不同B.小球每次做不同的拋物線運(yùn)動C.小球在空氣中運(yùn)動的時間每次均不同D.小球通過相同的水平位移所用時間均不同1（2）在做“研究平拋物體的運(yùn)動”實驗時，下列說法正確的是( ) A.安裝有斜槽的木板時，一定要注意木板是否豎直 B.安裝有斜槽的木板時，只要注意小球不和木板發(fā)生 摩擦 C.每次實驗都要把小球從同一位置由靜止釋放D.實驗的目的是描出小球的運(yùn)動軌跡，分析平拋運(yùn)動 水平分運(yùn)動的規(guī)律2（1）某同學(xué)設(shè)計了如圖542的實驗：將兩個光滑的斜滑道固定在同一個豎直面內(nèi)、最下端水平

8、，把兩個相同的小鋼球從斜面的同一高度由靜止釋放，滑道2與光滑平板吻合，則他將觀察到的現(xiàn)象是 這說明： 。2（2）“在探究平拋物體的運(yùn)動規(guī)律”實驗的裝置如圖5-4-3所示，在實驗前應(yīng)（ ）A.將斜槽的末端切線調(diào)成水平圖543圖542B.將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行C.在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O，作為小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)和所建坐標(biāo)系的原點(diǎn)D.測出平拋小球的質(zhì)量3（1）在“研究平拋物體運(yùn)動”的實驗中，某同學(xué)只記錄了A、B、C三點(diǎn)，各點(diǎn)的坐標(biāo)如圖545所示，則物體運(yùn)動的初速度為 m/s，開始平拋的初始位置的坐標(biāo)為 （單位為cm）。圖5-4-53（2）某同學(xué)在做研究平

9、拋運(yùn)動的實驗時，忘記記下斜槽末端位置，圖546中的A點(diǎn)為小球運(yùn)動一段時間后的位置，他便以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立了水平方向和豎直方向的坐標(biāo)軸，得到如圖546所示的圖象，試根據(jù)圖象求出小球做平拋運(yùn)動的初速度(g取10m/s2) 圖5-4-6圖5-4-64. 在用斜槽“探究平拋運(yùn)動的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)在建立坐標(biāo)系時有一處失誤設(shè)他在安裝實驗裝置和進(jìn)行其余的操作時準(zhǔn)確無誤：圖5-4-8(1)觀察如圖548可知，他的失誤之處是 ；(2)他根據(jù)記錄建立坐標(biāo)系，運(yùn)用教材實驗原理測得的平拋初速度值與其真實值相比 (選填“偏大”、“相等”或“偏小”)超越課堂基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于平拋運(yùn)動，下列說法正確的是( )A.平

10、拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動B.平拋運(yùn)動是非勻變速運(yùn)動C.可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動D.落地時間和落地時的速度只與拋出點(diǎn)的高度有關(guān)2.在探究平拋物體運(yùn)動的實驗中，安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是 ( )A.保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小B.保證小球飛出時，初速度水平C.保證小球在空中運(yùn)動的時間每次都相等D.保證小球運(yùn)動的軌跡是一條拋物線3.火車做勻速直線運(yùn)動，一人從窗口伸出手釋放一物體，不計空氣阻力，在地面上的人看到該物體 ( )A.做自由落體運(yùn)動B.因慣性而向車前進(jìn)的反方向沿拋物線落下C.將以此時火車的速度為初速度做平拋運(yùn)動D.將向

11、前下方做勻加速直線運(yùn)動4.做“研究平拋物體的運(yùn)動”實驗時，下列說法正確的是( )A.實驗?zāi)康闹皇乔螽?dāng)?shù)刂亓铀俣菳.小球運(yùn)動時，應(yīng)與木板上的白紙相接觸C.把小球位置記錄在紙上后，應(yīng)用平滑曲線連接D.在紙上記錄小球的第一個位置，應(yīng)盡量靠近坐標(biāo)原點(diǎn)5.在探究平拋物體運(yùn)動的實驗中，如果小球每次從斜槽上不同位置釋放，則各次相比不相同的是 ( )A.小球的初速度B.小球的運(yùn)動軌跡C.小球的下落時間D.小球通過相同水平位移所用的時間6.水平勻速飛行的飛機(jī)上，每隔相等的時間落下一個小球，如果不計空氣阻力，每一個小球在空中運(yùn)動的軌跡及這些小球在空中的連線將分別是( )A.拋物線、傾斜直線 B.豎直直線、傾斜

12、直線C.拋物線、豎直直線 D.豎直直線、折線7.“研究平拋物體的運(yùn)動”實驗中，為了描出物體的運(yùn)動軌跡，實驗應(yīng)有下列各個步驟：A.以O(shè)為原點(diǎn)，畫出與y軸相垂直的水平x軸B.把事先做好的有缺口的紙片用手按在豎直木板上，使由斜槽上滾下拋出的小球正好從紙片的缺口中通過，用鉛筆在白紙上描下小球穿過這個缺口的位置.C.每次都使小球從斜槽上固定的標(biāo)志位置開始滾下，用同樣的方法描出小球經(jīng)過的一系列位置，并用平滑的曲線把它們連接起來，這樣就描出了小球做平拋運(yùn)動的軌跡D.用圖釘把白紙釘在豎直木板上，并在木板的左上角固定好斜槽E.把斜槽末端距離一個小球半徑處定為O點(diǎn)，在白紙上把O點(diǎn)描下來，利用垂錘線在白紙上畫出過O

13、點(diǎn)向下的豎直線，定為y軸.在上述實驗中，缺少的步驟F是 ；正確的實驗步驟順序是 。能力提升8.易錯題為了準(zhǔn)確地測出平拋軌道上某點(diǎn)的坐標(biāo)，需要注意的是( )A.選距原點(diǎn)近一些的點(diǎn)B.應(yīng)正確標(biāo)出平拋小球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)C.用重錘線準(zhǔn)確地確定縱軸D.選距原點(diǎn)遠(yuǎn)一些的點(diǎn)9.易錯題在“探究平拋運(yùn)動的規(guī)律”實驗中，如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，則下列說法中錯誤的是( )A.小球平拋的初速度不同B.小球每次做不同的拋物線運(yùn)動C.小球在空中運(yùn)動的時間每次均不同D.小球經(jīng)過相同的水平位移的時間均不同10.概念理解題物體做平拋運(yùn)動時，描述物體在豎直方向的分速度vy(取向下為正)隨時間變化的圖象是

14、圖549中的( ) 圖5-4-939圖5-4-1311. 應(yīng)用題在研究平拋運(yùn)動的實驗中，某同學(xué)只在豎直板面上記下了重垂線y的方向，但忘了記下平拋的初位置，在坐標(biāo)紙上描出了一段曲線的軌跡，如圖5410所示，現(xiàn)在曲線上取A、B兩點(diǎn)量出它們到y(tǒng)軸的距離，AA=x1，BBx2，以及AB的豎直距離h，用這些可以求得小球平拋時初速度為 .圖5-4-1112.實驗題試根據(jù)平拋運(yùn)動原理設(shè)計“測量彈射器彈丸射出的初速度”的實驗方案提供的實驗器材為彈射器(含彈丸，如圖5411)、鐵架臺(帶有夾具)、米尺。(1)畫出實驗示意圖；(2)在安裝彈射器時應(yīng)注意 ；(3)實驗中需要測量的量(并在示意圖中用字母標(biāo)出)為 ；(

15、4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實驗中應(yīng)采取的方法是 ；(5)計算公式為 .13.應(yīng)用題圖5412是用閃光照相法測平拋物體的初速度時，用10次/秒的閃光照相機(jī)對正在做平拋運(yùn)動的球拍攝的照片，背景是每格邊長為5cm的正方形格子，求小球的初速度能否用此照片求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?如能，根據(jù)該照片求出的重力加速度的數(shù)值是多少?圖5-4-12思維拓展14.創(chuàng)新題如圖5-4-13所示，在研究平拋運(yùn)動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端(末端水平)時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落。改變整個裝置的高度做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)A、B兩球總是同時落地。該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開

16、軌道后 ( )A.水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動B.水平方向的分運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動C.豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動D.豎直方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動圖5-4-1415. 應(yīng)用題一個同學(xué)“研究平拋物體運(yùn)動”的實驗，只在紙上記下重錘y方向，忘記在紙上記下斜槽末端位置，并只在坐標(biāo)紙上描如圖5414所示曲線，現(xiàn)在我們在曲線上取A、B兩點(diǎn)，用刻度尺分別量出它們到y(tǒng)的距離AA=x1，BB=x2，以及AB的豎直距離h，從而求出小球拋出時的初速度vo為（ ） A.x22-x12g/2h B.(x2-x1)2g/2h C.x2+x12g/2h D. x2-x12g/2h16.實驗題一農(nóng)用水泵的出水管是水平的

17、當(dāng)水泵工作時，水流從整個水管中流出現(xiàn)給你一個鋼卷尺和游標(biāo)卡尺，進(jìn)行必要的測量估算出水泵的流量需測量的物理量是 、 、 ，計算流量的表達(dá)式Q= 。17.探究題如圖5415是用頻閃照片研究平拋物體運(yùn)動時，拍射的自由落體運(yùn)動和平拋運(yùn)動在不同時刻的一幅照片照片中同一時刻，自由落體運(yùn)動小球的位置與平拋運(yùn)動小球的位置之連線與自由落體小球的軌跡不垂直試分析造成這種現(xiàn)象可能的原因是什么? 圖5-4-15第四節(jié)拋體運(yùn)動的規(guī)律【課前感知】1.勻變速，勻速直線，自由落體 2.x=v0t 3.y=4. 5.水平、重力 6.勻速、勻減速【我行我秀】1.（1）AB【思路分析】物體在平拋運(yùn)動過程中，只受重力作用，據(jù)牛頓第二

18、定律可知，物體的加速度為g保持不變，另外在相等的時間t內(nèi)可知v=gt也是恒量，故A、B正確；位移s=在相等的時間t內(nèi)大小不等，方向不同，故C錯；其,由于S不同，則不同，故D錯。1.（2）C 2.(1)C（2）31.8m/s【思路分析】將網(wǎng)球的運(yùn)動視為平拋運(yùn)動，由圖中提供的信息可以知道小球擊中圖中位置時，必須發(fā)生的水平位移是22.5m,由擊球時的高度2.5m，可以求得網(wǎng)球在空中飛行的時間，進(jìn)而可以求出運(yùn)動員擊球的速度。由豎直方向上是自由落體可得根據(jù)網(wǎng)球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動可得2.（3）【思路分析】設(shè)物體從拋出到落地所用時間為t，根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律可知 ,通過這些規(guī)律便可求得相應(yīng)的未知量?！?/p>

19、答案】所用時間落地時的速度大小速度方向與x軸的夾角【解后反思】平拋運(yùn)動水平方向與豎直方向的分運(yùn)動是相互獨(dú)立的，運(yùn)動時間取決于豎直方向的運(yùn)動；落地時的速度等于水平方向與豎直方向的速度的矢量和，速度的方向與x軸正方向的夾角由決定。3.BC 4.（1）【思路分析】圖示為閃光照片的一部分，閃光周期是不變得，即小球從A到B，從B到C用的時間tAB=tBC=T（也可以從A、B間與B、C間的水平距離相等得出該結(jié)論）。因為是照片的一部分，不能認(rèn)為A是平拋物體運(yùn)動的拋出點(diǎn)，但小球在豎直方向上仍然做加速度為g的勻變速直線運(yùn)動，tAB=tBC,所以豎直方向有y=yBC-yAB=g·T2而y=5cm/格&#

20、215;2格=10cm,代入上式得閃光周期T=0.1s又xAB=5cm4格=20cm=0.2m【答案】v0=.4.（2）【思路分析】每次碰后的運(yùn)動可視為碰撞前運(yùn)動的延續(xù)，求出水平射程即是小球在容器中水平方向運(yùn)動的總路程，再將其除以直徑d即為小球與器壁碰撞的次數(shù)?！境秸n堂】1.A 2.AD 3.C 4.CD 5.A 6.AC 7.BD 8.D 9.C 10.C 11.C 12.D 13.A 14.A 15. 【思路分析】當(dāng)拋出1s后，速度方向與水平方向成45°，說明水平方向速度vo與豎直方向速度vy相等，vo=vy=10m/s落地后與水平方向成60°，得到vyt= votan60°【答案】vyt= votan60°=10m.，所以下降h=15m, t=s，水平射程s=vot=10m.16.【思路分析】建立如圖6-4-1所示的坐標(biāo)系，炸彈離開飛機(jī)后做平拋運(yùn)動，要剛好落到目標(biāo)點(diǎn)，位移s與豎直方向的夾角就是瞄準(zhǔn)角。圖D6-4-1【答案】x=vot ，h=gt2 ，tan=，由式得=