高一物理：5.4《实验：研究平抛运动》课件（人教必修2）

欢迎进入物理课堂 5 4实验 研究平抛运动课件 人教版必修2 下图为一探究小组成员探究平抛运动的情景 他在同一位置以不同的初速度先后抛出3个小球 请讨论 根据图中数据能否得出下列结论性的叙述 在相同的高度 以大小不同的初速度水平抛出的小球 初速度越大 抛出点到落地点的水平距离越远 在高度不变的情况下 水平初速度的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动 平抛运动过程经历的时间完全由抛出点到落地点的竖直高度确定 与抛出时初速度的大小无关 为了证明上述结论 你对本实验有何补充和改进 1 做平抛运动的物体只受 的作用 加速度是 所以它是 运动 2 探究平抛运动在竖直方向的运动规律 可设置与分运动等效的条件进行对比实验 3 要探究平抛运动的物体的水平方向运动的特点 需要测量几段相等的 物体在水平方向上的 看看这些 是否相等 答案 1 重力重力加速度g匀变速曲线2 与平抛运动的物体同时自由下落的物体3 时间间隔内位移位移 1 将曲线运动分解为直线运动 2 由力的独立作用原理推测平抛运动的物体在不同方向上的运动情况 3 设计具有同等条件的分运动与平抛运动对比实验 1 探究平抛运动在水平方向的运动规律 设法通过实验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所到达的位置 测量两相邻位置间的水平位移 分析这些位移的特点 2 探究平抛运动在竖直方向的运动规律从做平抛运动的小球和做自由落体运动的小球同时落地这个角度来验证平抛运动在竖直方向上的分运动 2010福建高一六校联考 平抛物体的运动规律可概括为两点 水平方向做匀速直线运动 竖直方向做自由落体运动 为了研究平抛物体的运动 可做下面的实验 如图所示 用小锤打击弹性金属片 A球就水平飞出 同时B球被松开 做自由落体运动 两球同时落到地面 则这个实验 A 只能说明上述规律中的第 条B 只能说明上述规律中的第 条C 不能说明上述规律中的任何一条D 能同时说明上述两条规律 答案 B解析 该题考查对平抛运动及其分运动的理解 同时考查探究问题的思维能力 实验中A球做平抛运动 B球做自由落体运动 两球同时落地说明A球平抛运动的竖直分运动和B球相同 而不能说明A球的水平分运动是匀速直线运动 所以B项正确 A C D三项都不对 北京育才中学08 09学年高一下学期期中 某同学用如图所示的装置研究平抛物体的运动 两个相同的弧形轨道M N 分别用于发射小铁球P Q 其中N的末端与光滑的水平板相切 两轨道上端分别装有电磁铁C D 调节电磁铁C D的高度 使AC BD 从而保证小铁球P Q在轨道出口处的水平初速度相等 现将小铁球P Q分别吸在电磁铁C D上 然后切断电源 使两个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M N的下端射出 可以看到P Q两球相碰 只改变弧形轨道M相对于地面的高度 不改变AC高 重复上述实验 仍能观察到相同的现象 这说明 A 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动B 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动C 同时说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 竖直分运动是自由落体运动D 说明平抛运动是匀变速曲线运动答案 A 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 1 实验器材斜槽 附金属小球 木板及竖直固定的支架 白纸 图钉 刻度尺 三角板 重锤 铅笔 2 实验过程利用现有仪器装配好如图所示的装置 钢球从斜槽上滚下 冲过水平槽飞出后做平抛运动 实验步骤 把斜槽放在桌面上 让它的末端伸出桌面外 调节斜槽末端 使其切线方向水平后 把斜槽固定在桌面上 用图钉把白纸钉在木板上 把木板沿竖直方向固定在支架上 使小球在斜槽末端水平抛出后的轨道平面与纸面平行 以斜槽末端作为平抛运动的起点O 在白纸上标出O的位置 过O点用重垂线画出竖直线 定为y轴 让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止滚下 移动笔尖在白纸上的位置 当小球恰好与笔尖正碰时 在白纸上依次记下这些点的位置 把白纸从木板上取下来 用三角板过O点作竖直线y轴的垂线 定为x轴 再将上面依次记下的一个个点连成光滑曲线 这就是平抛小球的运动轨迹 3 数据处理 在平抛小球运动轨迹上选取A B C D E五个点 测出它们的x y坐标值 记到表格内 4 注意事项 实验中必须保持斜槽末端水平 要用重垂线检查木板 坐标纸上的竖直线是否竖直 小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下 实验时 眼睛应平视运动小球 并较准确地确定小球通过的位置 要在斜槽上较大的高度释放小球 使其以较大的水平速度运动 从而减小相对误差 要用平滑的曲线画出轨迹 舍弃个别偏差较大的点 在轨迹上选点时 不要离抛出点过近 并且使所选取的点之间尽量远些 利用如图所示的装置 探究平抛运动的特点 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 为了能准确地描绘小球的运动轨迹 下面列出了一些操作要求 将你认为正确的选项填在横线上 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 小球运动时不应与木板上的白纸 或方格纸 相接触E 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 首先必须保证小球做平抛运动 因此 必须使斜槽的末端保持水平 因为要画同一运动的轨迹 每次释放小球的位置必须相同 且由静止释放 以保证获得相同的初速度 小球滚下时不能碰到木板上的白纸 或方格纸 避免因摩擦而使运动轨迹改变 最后轨迹应连成平滑的曲线 答案 ACD 点评 在轨迹弯曲越大处所选点应该越多一些 这样才能使所得轨迹更准确 在探究平抛物体的运动规律 实验的装置如图所示 在实验前应 A 将斜槽的末端切线调成水平B 将木板校准到竖直方向 并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C 在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O 作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点D 测出平抛小球的质量答案 AB解析 根据平抛运动的特点及实验要求知A B正确 如图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分 图中方格每边长为5cm g取10m s2 求小球的水平分速度和小球在B点时的竖直分速度 解析 图示为闪光照片的一部分 闪光周期是不变的 即小球从A到B 从B到C用的时间tAB tBC T 也可以从A B间与B C间的水平距离相等得出该结论 因为是照片的一部分 不能认为A是平抛物体运动的抛出点 但小球在竖直方向上仍然做加速度为g的匀变速直线运动 tAB tBC 所以竖直方向有 y yBC yAB g T2而 y 5cm 格 2格 10cm 代入上式得闪光周期T 0 1s又xAB 5cm 4 20cm 0 2m 答案 2m s3m s 点评 构成合运动的分运动是互不干扰 彼此独立的 某个方向上的分运动 与该分运动具有相同性质的单一运动遵循相同的规律 解答此题还要注意应用运动学的有关推论会使解题更简便 长春十一中09 10学年高一下学期期中 某同学通过实验对平抛运动进行研究 他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分 如图所示 0点不是抛出点 x轴沿水平方向 由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是 m s 抛出点的坐标x m y m g取10m s2 答案 4m s 0 80m 0 20m 有人想设计制作一 平抛运动扫描仪 所用的器材有 已用过的医用吊针 整套 如图 a 所示 竖直木板1块 厚为0 5cm的光滑小木条 钉子 白纸1张 图钉4枚 小钢球1个 圆珠笔笔筒 下面部分 1个 重垂线 直尺1把 染了红墨水的水 铁架台 1 证明从针头滴出的水滴的出口速度大小是不变的 2 请你帮他设计这一 平抛运动扫描仪 并写出实验方案和步骤 2 设计方案和步骤 将红墨水装入吊瓶中 并将开关关上 在竖直放置的木板左端上方水平地钉好小木条 以小钢球放在其上不左右滚动为准 将吊瓶用铁架台挂在木板的左上方 可把铁架台放在板凳上 将针头用透明胶贴在小木条的外边缘 注意针头与小木条平行 将白纸用4个图钉固定在针头右侧的木板上 在针头出口外下方挂重垂线 如图b所示 打开塑料管上的开关 待稳定时 我们看到红色的水从针头口呈线状水平射出 并靠近但不接触白纸做平抛运动 点评 物理实验具体操作方式并不是一成不变的 根据实验原理和要达到的目的 再结合现有实验条件 灵活地 创造性地设计实验方案 操作要求和操作规范是学习者应具备的素质 江西省金溪一中08 09学年高一下学期月考 某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置 如图在水平桌面上放置一个斜面 让钢球从斜面上由静止滚下 钢球滚过桌边后便做平抛运动 在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板 木板由支架固定成水平 木板所在高度可通过竖直标尺读出 木板可以上下自由调节 在木板上固定一张白纸 该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验 A 实验前在白纸上画一条直线 并在线上标出a b c三点 且ab bc 20 00cm 如图 B 让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下 调节木板高度 使得钢球正好击中a点 记下此时木板与桌面的高度差h1 h C 让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下 调节木板高度 使得钢球正好击中b点 记下此时木板与桌面的高度差h2 h 10 00 cm D 让钢球从斜面上的同一位置由静上滚下 调节木板高度 使得钢球正好击中c点 记下此时木板与桌面的高度差h3 h 30 00 cm 则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0 m s 钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby m s 已知钢球的重力加速度为g 10m s2 空气阻力不计 答案 2 001 50 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全