高三物理一輪復習 第4章6實驗：研究平拋運動課件 新人教版（安徽專用）

6 6 實驗：研究平拋運動實驗：研究平拋運動1.實驗步驟操作的規(guī)范性 下面是利用教材中的裝置做“研究平拋物體的運動”的實驗步驟，在這些實驗步驟中有錯誤或不足，需要修改的是 ，將這些實驗步驟按正確的順序排列為 .A.從斜槽上某一點釋放小球，它離開槽后在空中做平拋運動.在小球運動軌跡的某處用帶孔的卡片迎接小球，使小球恰好從孔中央通過而不碰到邊緣，然后在白紙上記下孔中央的位置;B.以斜槽末端作為平拋運動的起點O，在白紙上標出O的位置;C.取下白紙，在紙上畫出與豎直線Oy垂直的水平線Ox;D.用光滑曲線把記錄小球通過的位置的若干點連接起來，就得到了平拋運動的軌跡.由于確定各點位置時有誤差，所畫的曲線可不通過個別偏差大的點，但必須保證曲線光滑，不能有小范圍的凸起和凹陷;E.從斜槽上不同點釋放小球，用步驟A的方法確定平拋軌跡上的其他點;F.在曲線上取幾個點(不必是步驟A、E中確定的點)，測出它們的坐標x、y，分別求出小球的初速度，最后算出平均值作為實驗測出的平拋運動的初速度;G.靠目測在紙上畫出過O點向下的豎直線Oy;H.將白紙用圖釘釘在豎直的木板上，在木板的左上角固定斜槽.【答案】 B中O點應是球心的位置而不應以末端為平拋起點；E中應讓小球每次從斜槽上同一點釋放；G中Oy不能靠目測，應由重垂線確定Oy軸；H中還應檢驗斜槽末端的切線是否水平. H、G、B、A、E、C、D、F. 在做“研究平拋物體的運動”的實驗中，讓小球依次沿同一軌道運動，通過描點畫出小球做平拋運動的軌跡，為了能夠準確地描繪出運動的軌跡，下面列出了一些操作要求，你認為正確的選項有( )A.通過調節(jié)，使斜槽的末端的切線保持水平B.每次釋放小球的位置必須相同C.每次必須由靜止釋放小球D.小球運動時不應與木板上的坐標紙相接觸E.記錄小球位置用的凹槽每次必須嚴格地等距離下降F.將球位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線答案：答案：ABCD 2.實驗數據的記錄與處理 在“研究平拋物體的運動”的實驗中，某同學記錄了運動軌跡上三點A、B、C，如圖4-6-2所示，以A為坐標原點，建立坐標系，各點坐標值已在圖中標出，求：(1)小球平拋初速度大??；(2)小球做平拋運動的初始位置坐標.圖圖4-6-2 平拋運動中，在水平方向上，相同時間通過的水平分位移相等，豎直方向上，從拋出時刻開始算起，連續(xù)相等時間間隔的位移比為y1 y2 y3 yn=1 3 5 (2n-1).連續(xù)相等時間間隔位移差為一常數即y=gT2.利用平拋物體兩分運動的這些特點，就可以求解已知平拋物體運動軌跡而確定初速度及拋出點坐標問題.(1)由A、B、C三點橫坐標知，小球從A點運動到B點和從B點運動到C點時間相等，設該時間為T，小球在豎直方向做自由落體運動，由y=gT2得：(2)由勻變速直線運動規(guī)律：一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度.物體經B點時的豎直分速度vBy=0.250.15s0.1s10yTg00.10m/s=1.0m/s0.1xvT0.40m/s=2.0m/s0.20設從拋出點運動到B點所用時間為t，則從拋出點運動到A點所用時間為t1=t-T=(0.20-0.10)s=0.10s在t1時間內小球的水平位移為xA=v0t1=1.00.10m=0.10m=10cm豎直位移由題中所建立的坐標系得出拋出點坐標為(-10cm，-5cm)2.0=s=0.20s10Byvtg22111=10 (0.10) m=0.050m=5cm22Aygt 某同學設計了一個研究平拋運動的實驗裝置，如圖4-6-3.在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過桌邊后便做平拋運動.在鋼球拋出后經過的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過豎直標尺讀出，木板可以上下自由調節(jié).在木板上固定一張白紙.該同學在完成裝置安裝后進行了如下步驟的實驗：圖圖4-6-3A.實驗前在白紙上畫一條直線，并在線上標出a、b、c三點，且ab=bc，如圖.量出ab長度L=20.00cm.B.讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中a點，記下此時木板與桌面的高度差h1=h.C.讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中b點，記下此時木板與桌面的高度差h2=h+10.00(cm).D.讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中c點，記下此時木板與桌面的高度差h3=h+30.00(cm). 則該同學由上述測量結果即可粗測出鋼球的平拋初速度大小v0= m/s，鋼球擊中b點時其豎直分速度大小為vby= m/s.已知當地的重力加速度為g=10m/s2，空氣阻力不計.2.01.53.實驗原理或方法的遷移與創(chuàng)新 利用單擺驗證小球平拋運動規(guī)律，設計方案如圖4-6-4(a)所示，在懸點O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點到木板的距離OO=h(hL).(1)電熱絲P必須放在懸點正下方的理由是： . 圖圖4-6-4(2)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點，OC=x，則小球做平拋運動的初速度為v0= .(3)在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角，小球落點與O點的水平距離x將隨之改變，經多次實驗，以x2為縱坐標、cos為橫坐標，得到如圖4-6-4(b)所示圖象.則當=30時，x為 m；若懸線長L=1.0m，懸點到木板間的距離OO為 m. (1)電熱絲P放在懸點正下方，是因為當小球擺到最低點時，懸線剛好被燒斷，以保證小球做平拋運動.(2)由x=v0t， ，得：212hLgt0.2()gvxhL (3)由x2-cos圖象可知：x2=2-2cos，當=30時，代入上式得x=0.52m，當cos=0時，x2=2m2，即當= 時，x= m，小球在最低點的速度 所以 代入數值得：h=1.5m.222122vgLhLgt，22hLxgLg，