实验5 探究平抛运动的特点

实验5探究平抛运动的特点一、实验装置图二、实验器材末端水平的斜槽、钢球、背板、挡板、复写纸、白纸、刻度尺、重垂线、三角板、铅笔等。三、实验步骤1、将白纸放在复写纸下面，然后固定在装置背板上，并用铅垂线检查背板是否竖直。2、将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查斜槽末端是否水平，也就是将小钢球无初速度地放在斜槽末端直轨道上，小钢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。3、让小钢球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽末端飞出做平抛运动，小钢球落到倾斜的挡板上，挤压复写纸，会在白纸上留下印迹。取下白纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，就得到小钢球做平抛运动的轨迹。4、选定斜槽末端处小钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，从坐标原点O画出水平向右的x轴和竖直向下的y轴。四、数据分析1、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线用刻度尺测量某点的x、y两个坐标值代入y=ax2求出a，再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y=ax2，若在误差允许的范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线。2、计算平抛物体的初速度根据实验原理分为坐标原点是抛出点和不是抛出点两种情境，计算平抛运动的初速度。五、误差分析1、球在运动过程中不一定都是球心在纸上印上痕迹，且痕迹过大易造成误差。2、测量、作图、描轨迹的偶然误差。六、注意事项1、保证实验中的板面在竖直平面，注意重垂线的使用。2、保证轨道末端是水平的，以保证小钢球离开轨道的速度沿水平方向。3、同一个平抛运动的实验中，保证小钢球每次释放的位置相同，以保证平抛运动的水平初速度相同。七、高频考点判断（下列关于“探究平抛运动的特点”的实验对的打“√”，错的打“×”）1、实验中应使斜槽轨道尽可能光滑（）2、为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平（）3、为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放（）4、为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来（）5、斜槽轨道必须光滑（）6、斜槽轨道末端要保持水平（）7、挡板的高度需要等间距变化（）8、每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球（）9、为确保小球每次能落进挡板，可调节底座螺丝使木板后仰，小球即可沿板面滚入挡板（）10、实验过程中必须让斜槽光滑（）11、将小球放于斜槽下方末端任意位置，看其是否滚动从而检验叙槽末端是否水平（）12、同一次实验过程，小球可以不用从斜槽上同一位置静止释放（）13、可以在小球上涂上墨汁，让小球平抛过程在坐标纸上与纸接触画出运动轨迹（）14、验证平抛运动是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动合成的（）15、描出物体运动轨迹，并测出平抛运动的初速度（）16、研究平抛运动的时间是由哪些因素决定的（）17、从运动轨迹中测算当地重力加速度的值（）八、典型例题【例题1】（2024年3月·杭州）如图1所示，借助该装置用数码相机的连拍功能探究平抛运动的特点，连拍间隔时间相等。如图2所示，是正确操作后得到的连拍照片。(1)关于该实验，下列做法正确的有_______（多选）A．选择体积小、质量大的小球B．斜槽的末端必须调成水平状态C．重复实验时，小球必须从同一位置释放D．为减小阻力影响，斜槽必须光滑(2)在图2中，以小球在a处的球心为原点，水平向右为x轴、竖直向下为y轴建立图示坐标系。过d处小球球心的竖直线交x轴于P点。①下列说法正确的是_______。A.相邻各位置球心高度差之比为1∶3∶5∶…B.相邻各位置球心水平距离之比为1∶2∶3∶…C.小球运动的轨迹在g球心处的切线与x轴交于P点左侧②若g处球心的横坐标为x0，d处球心的纵坐标为y1，g处球心的纵坐标为y2，重力加速度为g，则小球平抛的初速度为_______。【例题2】（2024年4月·浙江新阵地）小郭同学利用如图1所示的装置来测定平抛运动的初速度。在离地较高的水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下。在钢球抛出后经过的地方放置一块高度可调的长木板（调节木板高度的支架图中未画出），长木板上放一张白纸，白纸上有复写纸，由此可记录钢球在白纸上的落点。（1）为了正确完成实验，下列做法必要的是________（多选）A.长木板要保持水平B.钢球每次都要从斜面上静止释放C.要使斜面的底边ab与桌边重合D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面（2）实验时，将长木板与桌面上方的距离依次调节为h、4h、9h和16h。当h取时，钢球在白纸上的落点依次记为A、B、C、D，O点为钢球离开桌面时球心正下方位于白纸上的点，如图2所示。将刻度尺（分度值为1mm）的零刻度线与O点对齐，则O、B两点间的距离为________cm；为了减小计算误差，应选择________（选填OA、OB、OC或OD）段来求钢球从桌面开始平抛的初速度。【例题3】（2023年11月·金华）在“研究平抛运动”的实验中，为了测量小球平抛运动的初速度，采用如图甲所示的实验装置。实验操作的主要步骤如下：a．将坐标纸用图钉固定在木板上，并将木板竖直固定；b．将斜槽安装在木板左端，调节斜槽末端轨道水平，同时将重锤线挂在水平轨道边缘；c．在斜槽上端一固定位置静止释放小球，同时记录抛出点位置O，记录重锤线方向；d．小球从O点飞出后，撞到与木板平面垂直的竖直挡条上。小球撞击挡条时，会在挡条上留下一个痕迹点。用铅笔将痕迹点的投影点记录在坐标纸上；e．向右移动竖直挡条，从斜槽上相同的位置无初速度释放小球，小球撞击挡条后，再次将挡条上痕迹点的投影点记录在坐标纸上，重复以上操作；f．取下白纸，描绘平抛运动轨迹，研究轨迹的性质，求出小球平抛运动的初速度大小。（1）实验过程中，要建立直角坐标系。在下图中，坐标原点选择正确的是______。ABCD（2）关于这个实验，下列说法正确的是______。A．斜槽的末端一定要水平

B．一定要使用秒表来测量平抛运动的时间C．竖直挡条每次向右移动距离一定要相等

D．一定要记录抛出点的位置，才能求出小球的初速度（3）某同学在实验中，只记下斜槽末端悬挂重锤线的方向，根据实验描绘出一段轨迹。如图乙所示，选取A、B、C三点，测得三点离重锤线的距离分别为x1=21.5cm、x1=35.5cm、x3=49.5cm，并测得AB两点间的高度差hAB=20.0cm、BC两点间的高度差hBC=30.0cm，则小球平抛的初速度v0=______m/s，小球的半径R=______cm。参考答案高频考点判断1、实验中应使斜槽轨道尽可能光滑（×）2、为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平（√）3、为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放（√）4、为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来（×）5、斜槽轨道必须光滑（×）6、斜槽轨道末端要保持水平（√）7、挡板的高度需要等间距变化（√）8、每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球（×）9、为确保小球每次能落进挡板，可调节底座螺丝使木板后仰，小球即可沿板面滚入挡板（×）10、实验过程中必须让斜槽光滑（×）11、将小球放于斜槽下方末端任意位置，看其是否滚动从而检验叙槽末端是否水平（√）12、同一次实验过程，小球可以不用从斜槽上同一位置静止释放（×）13、可以在小球上涂上墨汁，让小球平抛过程在坐标纸上与纸接触画出运动轨迹（×）14、验证平抛运动是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动合成的（×）15、描