《研究平抛运动的实验及案例分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《研究平抛运动的实验及案例分析（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、4、 平抛运动的研究及典例一、知识点巩固：1、目的：用实验方法描出平抛物体的运动轨迹 用实验轨迹求平抛物体的初速度探究思路：1、设法通过实验得到平抛运动的轨迹。 2、在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所达到的位置坐标。 3、利用平抛运动的规律求出平抛运动的初速度。2、实验器材：斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。 3、实验步骤： 、准备实验装置 (1)将平抛运动实验器置于桌面，装好平抛轨道，使轨道的末端处于水平位置调节调平螺丝，观察重锤线或气泡水准，使面板处于竖直平面内，卡好定位板 (2)将描迹记录纸衬垫一张复写纸，紧贴记录面板用压纸板固定在面板上，使横坐
2、标x轴在水平方向上，纵坐标y轴沿竖直方向向下(若用白纸，可事先用铅笔在纸上画出x、y坐标轴线)，并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球)的质心(即球心)离开轨道处 、将定位板定在某一位置固定好。钢球紧靠定位板释放，球沿轨道向下运动，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。 、下落的钢球打在水平的接球挡板上，同时在面板上留下一个印迹点 、再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点 、变更定位板的位置，即可改变钢球平抛的初速度，按上述实验操作方法，便可打出另一系列迹点 、取下记录纸，将各次实验所记录的点分别用平
3、滑曲线连接起来，即可得到以不同的初速度做平抛运动的轨迹图线。4、注意事项： 、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触； 、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差； 、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。 、如果是用白纸，则应以小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。 、要在
4、平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。5、数据处理：1. 求水平初速度：2. 求运动时间：3. 没有记住原点v0如何求？二、典型例题分析：1、平抛运动的实验步骤及注意事项【例1】在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A让小球多次从 位置上滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。B按图安装好器材，注意 ，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。C取下白纸，以O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。完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。上述实验步骤的合理顺序是 。【解析】 A中为了保证小球每次平
5、抛初速度相同，轨迹重合，应让小球从同一位置滚下。B中为了保证小球做平抛运动，要注意斜槽末端切线水平。上述实验步骤的合理顺序是B、A、C。【点拨】 为研究平抛运动规律，就需先得到平抛运动的轨迹，实验时应注意以下问题：一是保证小球每次平抛初速度相同；二是保证小球初速度分向水平。当然，还需要力求准确地记下小球经过的一系列位置。【例2】如图4-7-3所示是研究平抛运动的实验装置简图，图4-7-4是实验后白纸上的轨迹图。说明图4-7-4中的两条坐标轴是如何作出的。说明判断槽口的切线是否水平的方法。实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹，进行这一步骤时应注意什么？图4-7-4Oxy图4-7-
6、3【解析】利用拴在槽口处的重锤线画出y轴，x轴与y轴垂直。 将小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滚动，也不向外滚动，说明槽口的末端是水平的。 应注意每次小球都从轨道上同一位置由静止释放。【例3】在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：ACE A通过调节使斜槽的末端保持水平 B每次释放小球的位置必须不同 C每次必须由静止释放小球 D记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 E小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触 F将球的位置记录在
7、纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 练习：（1）在做“研究平衡运动”实验中应采取下列哪些措施减小误差？（ BD ） A斜槽轨道必须光滑 B斜槽水平轨道必须水平 C每次要平衡摩擦力 D小球每次应从斜槽同一高度释放 （2）在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是（ABD） A小球平抛的初速度不同 B小球每次做不同的抛物线运动 C小球在空中运动的时间每次均不同 D小球通过相同的水平位移所用时间均不同2、数据处理案例分析：【例1】一个同学在研究平抛物体的运动实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离S相等的三点A、B、C，量得S=0.2m。又量出
8、它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m，h2=0.2m，利用这些数据，可求得：（1）物体抛出时的初速度为 m/s；（2）物体经过B时竖直分速度为 m/s；（3）抛出点在A点上方高度为 m处。解析:(1)先求T,据 求得:T=0.1s =2m/s （2） =1.5m/s （3）设抛出点在A点上方高度为h,下落到点A的时间为t,则有: 由此两式可求得h=0.0125mABC【例2】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，如果取g=10m/s2，那么：（1）闪光频率是 Hz。（2）小球运动中水平分速度的大小是 m/s。（3）小球经过B点时的速度是 m/s。【解
9、析】（1）由A、B，B、C之间的水平距离相等，而由竖直方向距离之比为35知，小球由抛出到达A点在竖直方向的位移为一个方格，即5cm。由得，可知闪光频率（2）在t=0.1s内，小球的水平位移为35cm=15cm,由知：（3）小球由抛出到经过B点的时间为0.2s，竖直分速度，故。【例3】利用单摆探究小球平抛运动规律，设计方案如图所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝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OOh（hL）。OOAPBCMN(a)v0s2/m2cosO0.51.01.02.0(b)（1） 电热丝P必须放在悬点正下方的理由是： 。（2）
10、将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，OCs，则小球做平抛运动的初速度为v0 = 。（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角q，小球落点与O点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cosq为横坐标，得到如图4-7-15（b）所示图像。所以当q30时，s为 m；若悬线长L1.0m，悬点到木板间的距离OO为 。【解析】（1）（2）略当=30时cos=0.87，从图象找到对应的纵坐标为s2=0.27，因此s=0.52。取=90，则cos=0，对应的s2=2m2，s=m，与之对应的平抛初速度m/s，飞行时间t=s/v0=1/s，而h-L=，带入得h=1.5m。【答案】（1）保证小球沿水平方向抛出。（2）s（3）0.52；1.5。5 / 5文档可自由编辑打印
研究平抛运动的实验及案例分析
