C063.研究平抛物体的运动.ppt

研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动 庞留根 吕叔湘中学 2007年7月 Email: 实验原理 实验步骤 注意事项 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11（2） 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=1/2gt2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部分的末端处，能使小球在平直 轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。 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=v0t和y=1/2gt2计算出小 球的初速度v0，最后计算出v0的平均值,并将有关数据 记入表格内。 注意事项: 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 16（8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，则 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，则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 32.048.0 19.6 y/cm x/cm 图b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A C B 图c 图a 1.6 1.52.0 06年5月深圳市第二次调研考试11（2） 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 y1=4.70cm,B、C间距离y2=14.50cm(g取9.80m/s2）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v0 = (用题中所给字母表示) 小球初速度值为 m/s C A B x x y2 y1 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，只拍到了部分方格背景及小球的三个连 续的瞬时位置，如图所示. 若已知闪光时间间隔为 t=0.1s，背景每小格边长均为l=5.0 cm，则小球 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部分，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）则 （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，下列器材中还 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，下列说法正确的是 ， 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 17（8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，已知悬线长为L，悬点到木板的 距离OO h（hL）。 （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，则小球 做平抛运动的初速度为v0 。 P M N CO B A O （a） v0 保证小球沿水平方向抛出 （3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时 悬线与竖直方向的夹角，小球落点与O点的水平距 离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cos为