专题5.3 实验：研究平抛运动-学易试题君之K三关2017-2018学年高一物理人教版（必修2）.doc

第五章 曲线运动 第3节 实验研究 一、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 1．平抛运动的轨迹是一条_____，由于竖直方向只受_____作用，它的纵坐标的变化规律与_____的规律一样； 2．要探究做平抛运动的物体在水平方向的运动特点，需要测量几段相等的时间内物体在水平方向上的位移，看这些位移是否相等，因此要在实验中设法得到平抛运动的轨迹，在平抛运动轨迹上找到每隔相等时间物体能到达的_____，测量两相邻位置间的_____，分析这些位移的特点。 二、计算平抛物体的初速度 （1）根据平抛物体的_____可以计算物体的初速度； 平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成，即x=_____，y=_____。 对运动的轨迹，建立坐标系，测量出x、y，再利用公式v0==_____，求出平抛物体的初速度。 曲线 重力 自由落体 位置 位移 v0t 运动轨迹 一、描迹法描绘平抛运动的轨迹 （1）实验设计 利用实验室的斜面小槽等器材安装成如图所示的装置。钢球从斜槽上滚下，通过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止释放，则钢球每次在空中做平抛运动的轨迹相同。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑的曲线将各点连起来，从而得到钢球做平抛运动的轨迹。这样我们就可以利用运动轨迹研究平抛运动的性质并确定平抛运动中的各个物理量。 （2）实验器材 末端水平的斜槽、木板、坐标纸、图钉、小球、刻度尺、重垂线、铅笔等。 （3）实验步骤 安装调整斜槽：将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查木板是否水平，即将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能静止在直轨道上的任意位置，则表明斜槽末端已调水平； 安装调整竖直平板：用图钉把坐标纸钉在竖直木板上，并用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直，然后固定竖直木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变； 确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽末端处小球球心所在的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴； 描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从O点开始做平抛运动，先用眼睛粗略地确定小球在某一x值处（如x=1 cm）的y值。然后使小球从开始时的位置滚下，在粗略确定的位置附近，用铅笔较准确地确定小球通过的位置（小球刚好经过铅笔尖处），并在坐标纸上记下这一点，以后依次改变x的值，用同样的方法确定其他各点的位置。取下坐标纸用平滑的曲线把这些点连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹。 （4）实验注意事项 固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，以保证小球的初速度水平； 固定木板时，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，保证小球在运动中靠近但不接触木板； 小球每次从槽中的同一位置由静止释放； 要在斜轨上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差； 计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和计算。 【例题1】某同学利用如图所示的装置做“研究平抛运动”的实验。 （1）他已经备有下列器材：有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台。还需要的器材有________。 A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．弹簧测力计 （2）实验中，下列说法正确的是________ A．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道的末端可以不水平 D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一点 参考答案：（1）C（2）AD 试题解析：（1）这个实验中只需要描绘出小球做平抛运动的轨迹，然后根据轨迹进行计算，因此不需要测时间、质量以及力，而重垂线的作用是保证贴有坐标纸的板在竖直面内，同时确保y轴沿竖直方向，故C正确。 二、计算平抛物体的初速度 根据平抛物体的运动轨迹可以计算物体的初速度，平抛运动可看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成，即x=v0t，，对运动的轨迹，建立坐标系，测量出x、y，再利用公式，求出平抛物体的初速度。#网 【例题2】图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2.5厘米，如果取重力加速度g=10 m/s2，那么： （1）照片的闪光频率为________Hz； （2）小球做平抛运动的初速度的大小为_______m/s。 参考答案：（1）10 （2）0.75 1．在“研究平抛物体的运动”的实验中，小球做平抛运动的坐标原点位置是（设小球半径为r） A．斜槽口末端O点 B．小球在槽口时，球心在木板上的投影点 C．槽口O点正前方r处