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高一物理必修二5.3实验:研究平抛运动
典 型 例 题
例4、一同学做平抛运动实验时,只在白纸上画出与初速度 典 平行的ox轴,忘了画原点和oy轴,并且他只画了一部分轨迹,型 如图所示,如何只用一刻度尺得出小球的初速度v0? 例
O
x1 x x 2 x x 3
● ● ●
x
y1
y2
d1 d2
y3
答:在ox轴上取等间距的三点x1、x2、 x3,且其间距为x,过x1、x2、x3作 ox轴的垂线与物体运动的轨迹分别 相交于y1、y2、y3,并测出y1y2、 y2y3的竖直距离d1、d2,如图所示, 则有: d 2 d 1 gT 2 x v0 T 联立上两式可解得:
要 点 透 析
从理论上讲,以同一初速度从同一位置平抛出去的物体的轨迹必然是完全 相同的。本实验通过对这个“不变的事件”的不同位置(不同时刻)进行 记录、描点,即可得出它的完整轨迹。
水平方向上: 匀速直线运动 平抛运动 竖直方向上: 自由落体运动
x v0t 1 y gt 2 2
g v0 x 2y
2、求小球的平抛初速度
a、以O为原点,画出竖直向下的y轴和水平的x轴; b、从曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点,测 出它们的坐标; g c、用这六个点的坐标,根据公式 v 0 x 求出六 2y 个v0值,然后统计平均。
.
O
x
y
三、熟悉实验步骤及注意事项
【注意事项】 1、保证斜槽末端水平,并使木板竖直。 2、小球每次必须从同一高度滚下,不然描绘的不是同一 条平抛轨迹。 3、公式 v 0 x g 2y 只对起始点在抛出点的轨迹成立, 故必须纪录抛出点O 。 4、要选取距O点远些的点来计算小球的初速度,这样可 以减小误差。
探究创新 提高 7.(2009 年河南省濮阳市高一期末)某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装 置,如图所示.水平桌面的边缘平行于竖直墙面放置,在水平桌面上固定一个斜面,让钢球 从斜面上的某一位置滚下,使球打在墙上,把白纸和复写纸附在墙上,记录下球打在墙上的 位置 A,量出此时桌子边缘到竖直墙面的距离为 s1.移动桌子,改变桌子到竖直墙面的距离 为 s2,让钢球从斜面上同一位置滚下,球打在墙上的位置为 B,量出 A、B 的高度差为 h, 由此可求出球脱离桌面时的速度为________.
典 型 例 题
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)相接触 F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
例2、在研究平抛物体运动的实验中,用一张 印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25 cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、 b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0 0 . 7 m / s (g 取 2 gL(用L、g表示),其值是______. =______ 9.8 m/s2)
题
g v0 x d 2 d1
注意事项 ①实验中必须保持斜槽末端水平. ②要用重垂线检查木板、坐标纸上的竖直线是否竖直. ③小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下. ④实验时,眼睛应平视运动小球,并较准确地确定小球通 过的位置. ⑤要在斜槽上较大的高度释放小球,使其以较大的水平速 度运动,从而减小相对误差. ⑥要用平滑的曲线画出轨迹,舍弃个别偏差较大的点. ⑦在轨迹上选点时,不要离抛出点过近,并且使所选取 的点之间尽量远些.
§5.3 实验:研物体的运动轨迹; 2、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线; 3、掌握根据平抛物体运动轨迹求初速度的方法。
一、了解实验器材;
二、掌握实验原理; 三、熟悉实验步骤及注意事项
一、了解实验器材 ①斜槽轨道 ②金属小 球 ③坐标纸(或白纸) ④有孔卡片 ⑤平木板 ⑥铅笔 ⑦图钉4枚 ⑧ 刻度尺 ⑨竖直固定木 板的支架⑩小铅锤 二、掌握实验原理
三、熟悉实验步骤及注意事项 1、描绘平抛物体的轨迹
a、把斜槽固定在桌面上,让其末端伸出桌面 外,并调节末端切线水平; b、在带有支架的木板上,用图钉钉好白纸, 然后靠近斜槽末端放置,调节木板在竖直平 面内,且和平抛轨迹所在的平面平行;
要 点 透 析
c、把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上O点(即小球平抛运动的起 点),过O点沿重锤线(由铅垂确定)描绘出竖直线; d、让小球每次都从斜槽同一适当高度滚下,取一确定水平位置后,将笔尖在 竖直方向上移动,直到小球正碰于笔尖,记下该点位置; e、记下足够多正碰点位置后,取下白纸,将这些点连接成光滑的曲线。
要 点 透 析
例1、(上海卷)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。为了能较准确地描述运动轨迹,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: A C E 。 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