高中物理 实验五研究平抛物体的运动解析 VIP免费

实验五研究平抛物体的运动第一关：基础关展望高考基础知识（一）实验目的（1）用描迹法描出平抛物体的运动轨迹.（2）求出平抛物体的初速度.（二）实验原理（1）平抛运动可以看作是由两个分运动合成，一个是在水平方向上的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度，另一个是在竖直方向上的自由落体运动.（2）在水平分运动中，运用x=v·t；在竖直分运动中，运用y=gt2或Δy=gT2.（三）实验器材斜槽（附挡球板和重锤线）、水准仪、小钢球、木板、竖直固定支架、刻度尺、三角板、白纸、图钉、定点用的有孔卡片、重锤线、铅笔等.（四）实验步骤（1）描述平抛物体运动的轨迹①将斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面边缘外.借助水准仪调节末端，使槽末端切线水平，随之将其固定，如图所示.②用图钉将白纸钉在木板上，让木板左上方靠近槽口处桌面边缘，用支架将木板竖直固定，使小球滚下飞出槽口后的轨迹平面跟板面平行.①将小球飞出斜槽末端时的球心位置水平投影到白纸上描点O，并过O沿重锤线用直尺描出竖直方向.④选择钢球从槽上滚下的合适初位置Q，在Q点放上挡球板.⑤将小球从斜槽上释放，用中心有孔的卡片靠在纸面上并沿纸面移动，当飞行的小球顺利地穿过卡片小孔时，在小孔靠近纸面所在处做记号；重复该步骤，描下至少5个不同位置的对应点.⑥把白纸从木板上取下来，将前面描述的一系列点用平滑的曲线连接起来，即为小球平抛运动的轨迹.（2）求小球平抛的初速度①以O为坐标原点，用三角板在白纸上建立xOy坐标系.②在轨迹上选取点M，并测出它的坐标值（x，y），代入公式计算水平初速度.③再在曲线上选取不同点，重复步骤（2）②，测量、计算水平初速度，最后求出其平均值，即为小球平抛初速度的测量值.第二关：技法关解读高考解题技法一、实验操作技巧技法讲解1.实验中必须保证通过斜槽末端端点的切线水平，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触.2.小球必须每次从斜槽上同一位置滚下，为此在斜槽上固定一个挡板，每次都从挡板处无初速释放小球.3.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.4.要在斜槽上适当的高度释放小球，使它水平抛出后其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差.5.要在平抛轨迹上选取距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.典例剖析例1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：_____.（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解析：只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动.每次由静止释放小球，是为了使小球有相同的初速度.如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会改变它的运动，便不是平抛运动.故（a）（c）（e）选项正确.（b）选项中，每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平初速度.（d）选项中，因平抛运动竖直分运动是自由落体运动，是加速运动，在相同时间里，随着运动的进行，位移越来越大，因此木条下降的距离不应是等距的.（f）应将各点用平滑的曲线连接起来.答案：(a)(c)(e)二、利用平抛运动两分运动的特点求初速度、轨迹上某点的速率、确定抛出点坐标技法讲解（1）水平方向：x=v0t竖直方向：y=gt2,vy=gt（2）轨迹上某点的速率Δy=gT2（4）竖直方向的一段分位移，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度.典例剖析例2如图所示，在“研究平抛物体的运动”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=1.25cm.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（用l和g表示）___，其值是___（g=9.8m/s2），小球在b点的速率是_...