高考物理 一轮复习 实验五 研究平抛物体的运动课件

实验五研究平抛物体的运动实验五研究平抛物体的运动本节目录本节目录基础理论储备基础理论储备经典例题展示经典例题展示创新实验评析创新实验评析知能优化演练知能优化演练基础理论储备基础理论储备实验目的实验目的1描出平抛物体的运动轨迹描出平抛物体的运动轨迹2求出平抛物体的初速度求出平抛物体的初速度实验器材实验器材斜槽斜槽(附金属小球附金属小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、刻度、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔尺、三角板、重锤、铅笔实验步骤实验步骤1把斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面外，调节末端使其把斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面外，调节末端使其切线水平固定切线水平固定2在带有支架的木板上，用图钉钉好白纸，并让竖放木板左在带有支架的木板上，用图钉钉好白纸，并让竖放木板左上方靠近槽口，使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行上方靠近槽口，使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行。(如图所示如图所示)3把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上，描出点把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上，描出点O，过，过O用重垂线描出竖直方向用重垂线描出竖直方向4让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下，在粗略确定的让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下，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，并记下这位置附近，用铅笔较准确地确定小球通过的位置，并记下这一点，以后依次改变一点，以后依次改变x值值,用同样的方法确定其他各点的位置用同样的方法确定其他各点的位置.5把白纸从木板上取下来，用三角板过把白纸从木板上取下来，用三角板过O作与竖直方向垂直作与竖直方向垂直的的x轴，将一系列所描的点用平滑的曲线连接起来，这就是小轴，将一系列所描的点用平滑的曲线连接起来，这就是小球平抛运动的轨迹球平抛运动的轨迹误差分析误差分析1安装斜槽时，其末端切线不水平安装斜槽时，其末端切线不水平2小球每次滚下的初位置不尽相同小球每次滚下的初位置不尽相同3建立坐标系时，可能误将斜槽末端端口作为坐标原点建立坐标系时，可能误将斜槽末端端口作为坐标原点4空气阻力使小球不是真正的平抛运动空气阻力使小球不是真正的平抛运动注意事项注意事项1实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平，木板必须处在实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平，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由静止滚下，即在斜槽上小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下，即在斜槽上固定一个挡板，每次都从挡板位置释放小球固定一个挡板，每次都从挡板位置释放小球3坐标原点坐标原点(小球做平抛运动的起点小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应不是槽口的端点，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，使它以适当的水平初要在斜槽上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由图板左上角到达右下角；要在平抛轨迹速度抛出，其轨迹由图板左上角到达右下角；要在平抛轨迹上选取距上选取距O点远一些的点来计算小球的初速度，这样可以减点远一些的点来计算小球的初速度，这样可以减小测量误差小测量误差拓展创新拓展创新 如图甲所示，如图甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽平行的插槽(图甲中图甲中P0P0、P1P1)，槽间距离均为，槽间距离均为d，把覆，把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上，实验时依次将上，实验时依次将B板插入板插入A板的板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放每打完各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放每打完一点后，把一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d，实，实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图乙所示将这些验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图乙所示将这些点用平滑的曲线连接起来就得到小球平抛的轨迹点用平滑的曲线连接起来就得到小球平抛的轨迹经典例题展示经典例题展示例例1考点考点1对实验注意事项的考查对实验注意事项的考查 在做在做“研究平抛物体运动研究平抛物体运动”的实验时，让小球多次沿同的实验时，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绘出运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认较准确地描绘出运动轨迹，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：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每次必须由静止释放小球d记录小球位置用的木条记录小球位置用的木条(或凹槽或凹槽)每次必须严格地等距离下降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小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸或方格纸)相接触相接触f将小球的位置记录在纸上，取下纸用直尺将点连成折线将小球的位置记录在纸上，取下纸用直尺将点连成折线【解析】【解析】b选项中，每次释放小球的位置必须相同，以保证选项中，每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平速度；小球有相同的水平速度；d选项中，因平抛运动竖直分运动是选项中，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离的；行，位移越来越大，因此木条下降的距离不应是等距离的；在在f选项中，应找出小球落点的中心位置，即取平均位置为小选项中，应找出小球落点的中心位置，即取平均位置为小球的落点，以减小实验误差，连线要用尽量平滑的曲线连接球的落点，以减小实验误差，连线要用尽量平滑的曲线连接各点，而不应连成折线各点，而不应连成折线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，便不是平抛运动了，故变它的运动，便不是平抛运动了，故a、c、e选项正确选项正确. 【答案】【答案】ace例例2考点考点2实验原理和数据处理实验原理和数据处理 在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的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纸记录轨迹小方格的边长l1.25 cm.若小球在平抛运动途中若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的几个位置如图中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计所示，则小球平抛的初速度的计算式算式v0_(用用l、g表示表示)，其值是，其值是_(取取g9.8 m/s2)创新实验评析创新实验评析【范例】【范例】利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图甲利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图甲所示，在悬点所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，摆至电热丝处时能轻易被烧断，MN为水平木板已知悬线长为水平木板已知悬线长为为L，悬点与木板间的距离，悬点与木板间的距离OOh(hL)(1)电热丝电热丝P必须置于悬点正下方的理由是必须置于悬点正下方的理由是_.(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的C点，点，OCx，则小球做平抛运动的初速度，则小球做平抛运动的初速度v0_.(3)在其他条件不变的情况下在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方若改变释放小球时悬线与竖直方向间的夹角是向间的夹角是，小球落点与，小球落点与O点的水平距离点的水平距离x将随之改变，将随之改变，经多次实验，以经多次实验，以x2为纵坐标，为纵坐标，cos为横坐标，得到如图乙所示为横坐标，得到如图乙所示图象，则当图象，则当30时，时，x为为_m.【名师点评】【名师点评】本题是利用单摆描绘平抛运动的轨迹，属实验本题是利用单摆描绘平抛运动的轨迹，属实验原理的迁移应用描述平抛运动轨迹的方法有多种，无论哪一原理的迁移应用描述平抛运动轨迹的方法有多种，无论哪一种方法，都需要掌握实验原理，利用平抛运动两分运动的特点种方法，都需要掌握实验原理，利用平抛运动两分运动的特点求解物体运动的初速度求解物体运动的初速度