新教材實驗-平拋運動規(guī)律的探究

1、平拋運動規(guī)律的探究實驗目的:(1利用有連拍功能的數碼相機或攝像機獲得平拋運動的軌跡;(2利用 DIS 實驗研究平拋物體的飛行時間 t 和下落高度 h 、初速度 v 0之間的關系;平拋物體的 射程 x 與 v 0、 t 之間的關系。實驗器材:有連拍功能的數碼相機或攝像機,以及由斜面滑槽和支架、金屬小球、光電門傳感器、碰撞傳感 器等組成的 DIS 平拋運動實驗裝置。 實驗原理1.平拋物體的運動可以看作是水平方向的 的合運動。2.只要使小球每次都在斜槽上的同一位置從靜止開始自由滾下,就可以保證小球離開斜槽末端具 有 ,再設法確定小球軌跡上的 ,把它們用平滑曲線連接起來就可以得到一 條較準確的小球作平

2、拋運動的軌跡。3.以平拋出發(fā)點為原點,水平方向為 x 軸,豎直向下為 y 軸建立坐標系,設平拋初速為 v 0,飛行 時間為 t ,則對平拋運動軌跡曲線上任意一點的坐標(x , y 都有:x =, y =。 若測出某點坐標(x , y ,則可求得平拋運動初速度 v 0=。 實驗步驟1.控制斜槽導軌的水平槽口高度,讓小球從斜槽的不同高度斜槽導軌處滾下,以 4種不同的速度 沖出水平槽口在空中做平拋運動。 利用安置在槽口的光電門傳感器測量小球平拋運動的初速度 v 0, 利用安置在底板上的碰撞傳感器測量小球的飛行時間 t 。并顯示在計算機屏幕上。落地點的水平距 離 x 由底座上的標尺讀出。將這些數據記錄

3、在預先設計好的表格中。 2.改變斜槽水平槽口的高度,重復步驟 1中的實驗,將顯示在計算機屏幕上的這些數據記錄在預 先設計好的第二張表格中。 3.用數碼相機的連拍功能(或攝像機 ,在上述兩組實驗中,各選一次實驗,拍攝小球做平拋運 動的過程,將所攝得的一組照片輸入計算機中,然后進行處理,并將這些照片圖像疊合在一起以 獲得小球做平拋運動的軌跡。 數據處理1.根據表中物體拋出時的高度 h 和初速度 v 0的數據,分 別計算出射程和飛行時間的理論值, 然后與相應的實驗數 據進行比較,進行分析,得出結論。2.考察由數碼相機所得到的小球做平拋運動的軌跡圖 象,分析由此得到的某些信息,如水平分速度、豎直分速

4、度等。 乙 B D 甲 相關習題1.關于研究平拋運動的實驗,下述正確的是( (A 斜槽必須是光滑無摩擦的(B 所用小球的半徑越大則所測得的初速度越精確 (C 實驗所需唯一測量工具是毫米刻度尺 (D 小球越重所測量得的初速度越精確2.(2007閔行 實驗室的斜面小槽等器材裝配如圖甲所示的裝置. 鋼球從斜槽上滾下, 經過水平 槽飛出后做平拋運動.每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下,鋼球在空中做平拋運動,設法用鉛 筆描出小球經過的位置,通過多次實驗,在豎直白紙上記錄鋼球所經過的多個位置,連起來就得 到鋼球做平拋運動的軌跡。(l 某同學在安裝實驗裝置和進行其余的操作時 都準確無誤,他在分析數據時所建立的

5、坐標系如 圖乙所示。他的錯誤之處是 _。 (2該同學根據自己所建立的坐標系,在描出的 平拋運動軌跡圖上任取一點(x , y ,運用公式 v 0=x2y求小球的初速度 v 0,這樣測得的平拋 初速度值與真實值相比 。 (填“偏大” 、 “偏小”或“相等” 3.(2007松江圖甲是研究平拋運動的實驗 裝置示意圖, 小球從斜面上一定高度處從靜止釋放, 經過一段水平軌道后落下。 圖乙是實驗后在白紙上描出的軌跡和所測數據:(1 請在圖甲中的白紙 ABCD 上標出小球平拋運動的起始點 O ,并畫出 Ox 、 Oy 軸。 (2水平軌道的作用是 ;在 實驗中, 需要小球重復運動。 每次都使小球從同一位置開始運

6、動的原因是 _。(3根據圖乙中數據,可以算出此平拋運動的初速度 v 0= m/s。4.(2000上海 右圖為用頻閃攝影方法拍攝的研究物體作平拋運動規(guī)律的照 片,圖中 A 、 B 、 C 為三個同時由同一點出發(fā)的小球, AA 為 A 球在光滑水 平面上以速度 v 運動的軌跡; BB 為 B 球以速度 v 被水平拋出后的運動軌跡; CC 為 C 球自由下落的運動軌跡,通過分析上述三條軌跡可得出 結 論: 。 5.(2003上海 如圖所示, 在研究平拋運動時, 小球 A 沿軌道滑下, 離開軌道末端(末端水平時撞開輕質接觸式開關 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 H 做

7、同樣的實驗,發(fā)現(xiàn) 位于同一高度的 A 、 B 兩球總是同時落地,該實驗現(xiàn)象說明了 A 球在 離開軌道后( (A 水平方向的分運動是勻速直線運動 (B 水平方向的分運動是勻加速直線運動 (C 豎直方向的分運動是自由落體運動 (D 豎直方向的分運動是勻速直線運動 6.(2008楊浦期末物體做平拋運動的規(guī)律可以概括為兩點:(1在水 平方向做勻速直線運動; (2在豎直方向做自由落體運動。圖所示為一種 研究物體做平拋運動規(guī)律的實驗裝置,其中 A 、 B 為兩個等大的小球, C 為與彈性鋼片 E 相連的小平臺, D 為固定支架,兩小球等高.用小錘擊打 彈性鋼片 E , 可使 A 球沿水平方向飛出, 同時

8、B 球被松開, 做自由落體運 動。在不同的高度多次做上述實驗,發(fā)現(xiàn)兩球總是同時落地,這樣的實驗 結果( (A 只能說明上述規(guī)律中的第(1條 (B 只能說明上述規(guī)律中的第(2條 (C 能同時說明上述兩條規(guī)律(D 不能說明上述兩條規(guī)律中的任意一條 7.測得小球的平拋運動軌跡如圖所示,根據圖示給出的數據,可計算出該 小球平拋運動的初速度 v 0=_m/s。 (g 取 9.8m/s2 8.(2007浦東 (1如圖(a 所示的實驗裝置:小球 A 沿豎直平面內的軌道滑下,軌道末端水 平, A 離開軌道末端時撞開輕質接觸 式開關 S ,被電磁鐵吸住的小球 B 同 時從同一高度自由下落。改變整個裝 置的高度

9、H 做同樣的試驗, 發(fā)現(xiàn)位于 同一高度的小球 A 、 B 總是同時落地,該實驗現(xiàn)象說明了 A 球在離開軌道后 。(2在某次實驗中,測得小球 A 的平拋運動軌跡如圖 (b 所示, 已知 O點是小球做平拋運動的拋出點, x 1=42cm , y 1=19.6cm , y 2=44.1cm , 可計算出 x 2= cm 。 (g 取 9.8m/s29.(2008寶山期末 為了探究影響平拋運動水平射程的因素, 某同學通過改變拋出點的高度及初 速度的方法做了 6次實驗,實驗數據記錄如下表:y y(a (b (A 若探究水平射程與高度的關系,可用表中序號為 1、 3、 5的實驗數據 (B 若探究水平射程與

10、高度的關系,可用表中序號為 2、 4、 6的實驗數據 (C 若探究水平射程與初速度的關系,可用表中序號為 1、 3、 5的實驗數據 (D 若探究水平射程與初速度的關系,可用表中序號為 2、 4、 6的實驗數據10.(2008閔行期末如圖 a 是研究小球在斜面上平拋運動的實驗裝置,每次將小球從弧型軌道 同一位置靜止釋放,并逐漸改變斜面與水平地面之間的夾角 ,獲得不同的射程 x ,最后作出了如 圖 b 所示的 x -tan 圖象, g =10m/s2。則: (1由圖 b 可知,小球在斜面頂端水平拋出時的初速度 v 0=。實驗中發(fā)現(xiàn) 超過 60°后,小球將不會掉落在斜面上,則斜面的長度為 m 。(2若最后得到的圖象如圖c 所示,則可能的原因是(寫出一個 。 11.在研究小球的平拋運動規(guī)律的實驗中, 某同學記錄下一段拋物線, 以 及水平軸 Ox ,如圖所示?，F(xiàn)在給你刻度尺,重力加速度 g 為已知,問如 何測算此小球作平拋運動的初速度 v 0的大小。