实验研究平抛运动

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,研究平抛物体的运动,实验原理,实验步骤,本卷须知,07年上海虹口区教学质量检测三16,06年5月深圳市第二次调研考试112,07届1月武汉市调研考试13(2),07届南京市第一次调研测试 12.2,2007年理综四川卷22(1),2007年上海卷17,研究平抛物体的运动,实验原理:,实验目的:,1用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。,2从实验轨迹求平抛物体的初速度。,平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：,一个是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系，测出曲线上的某一点的坐标,x,和,y,，根据重力加速度,g,的数值，利用公式,y,=1/2,gt,2,求出小球的飞行时间,t,，再利用公式,x=vt,求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。,实验器材:斜槽，竖直固定在铁架台上的木板,白纸,图钉，小球，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。,实验步骤:,1安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直局部的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就说明水平已调好。,2调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行.然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。,3确定坐标原点,O,：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点,O,，,O,点即为坐标原点。,4描绘运动轨迹：,让小球从斜槽上的定位器处释放,观,察小球的运动轨迹,并在木板的平面上用手按住卡片,使卡片上有孔的一面与小球的运动轨垂直,调整卡片的位置,使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔,而不擦碰孔的边缘,然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点,这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置.保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同,用同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置.取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹.,5计算初速度：,以,O,点为原点画出竖直向下的,y,轴和水平向右的,x,轴(过,O,点作,y,轴的垂线),并在曲线上选取,A、B、C、D、E、F,六个不同的点,用刻度尺和三角板测出它们的坐标,x,和,y,，用公式,x,=,v,0,t,和,y,=1/2,gt,2,计算出小球的初速度,v,0,，最后计算出,v,0,的平均值,并将有关数据记入表格内。,本卷须知:,1实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直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图板但不接触。,2小球必须每次从斜槽上同一位置滚下。,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，球的球心在木板上的水平投影点。,4要在平抛轨道上选取距,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。,07年上海虹口区教学质量检测三16,168分如图a所示是“研究平抛物体的运动的实验装置图。,1图b是正确实验后的数据，其中O为抛出点，那么此小球做平抛运动的初速度为_m/s。,2在另一次实验中将白纸换成方格纸，方格边长L=5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图c所示，那么该小球做平抛运动的初速度为_m/s；B点的竖直分速度为_m/s。,O,44.1,32.0,48.0,19.6,y/,cm,x/,cm,图b,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,11,01 2 3 4 5 6 7 8 9,10,A,C,B,图c,图a,1.6,1.5,2.0,06年5月深圳市第二次调研考试112,11、（2）在做“研究平抛物体的运动”的实验时,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,用如图所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸,竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹,A,；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞在木板上留下痕迹,B,;又将木板再向后移距离,x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再得到痕迹,C,若测得木板每次后移距离,x,=20.00cm,A,、,B,间距离,y,1,=4.70cm,B、C,间距离,y,2,=14.50cm(,g,取9.80m/s,2,）根据以上直接测量的物理量推导出小球,初速度的计算公式为,v,0,=,(用题中所给字母表示),小球初速度值为,m/s,C,A,B,x,x,y,2,y,1,挡板,2,07届1月武汉市调研考试13(2),13.2用闪光照相的方法研究平抛运动规律时，由于某种原因，只拍到了局部方格背景及小球的三个连续的瞬时位置，如下图.假设闪光时间间隔为t=0.1s，背景每小格边长均为l=5.0 cm，那么小球 此次平抛运动的初速度大小为 m/s，由这张照片求出的重力加速度g=m/s2.,A,B,C,1.0,10,07届南京市第一次调研测试 12.2,12.2 图甲是一位同学在实验室中拍摄的小球作平抛运动的频闪照片的一局部，由于照相时的疏忽，没有摆上背景方格板，图中方格是后来用尺子在相片上画的(图中格子的竖直线是实验中重垂线的方向)，每小格的边长均为5mm.为了补救这一过失，他用一把米尺、两个三角板对小球的直径进行了测量，如图乙所示.取重力加速度g=10m/s2那么,1小球直径是_mm；,2照相时闪光频率为_Hz；,3小球作平抛运动的,初速度为 m/s。,甲,单位：cm,0 1 2 3,乙,20.0,10,1.0,2007年理综四川卷22(1),22.(1)在做“研究平抛物体的运动实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，以下器材中还需要的是 。,A游标卡尺 B秒表 C坐标纸 D天平 E弹簧秤 F重垂线,实验中，以下说法正确的选项是 ，,A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下,B斜槽轨道必须光滑,C斜槽轨道末端可以不水平,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些,E为了比较准确地描出小球运动的轨迹应该用一条曲线把所有的点连接起来,C F,A D,2007年上海卷17,178分利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图a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，悬线长为L，悬点到木板的距离OO hhL。,1电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：,。,2将小球向左拉起后自由释放，最后,小球落到木板上的C点，O Cs，那么小球,做平抛运动的初速度为v0 。,P,M,N,C,O,B,A,O,（a）,v,0,保证小球沿水平方向抛出,3在其他条件不变的情况下，假设改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角，小球落点与O点的水平距离s将随之改变，经屡次实验，以s2为纵坐标、cos为横坐标，得到如图b所示图像。那么当30时，s为 _m；假设悬线长L1.0m，悬点到木板间的距离OO为_m。,1.0,2.0,0,0.5,1.0,(b),s,2,/,m,2,cos,解：,由图线知，,当,30,时，,s,2,=,0.26,s,=,0.52,由机械能守恒定律,由图线得斜率,k,=2，解得,h,=1.5m,0.52,1.5,