高一物理实验研究平抛物体的运动和本章复习人教版.doc

亿库教育网 http www eku cc 高一物理高一物理实验实验 研究平抛物体的运动和本章复习研究平抛物体的运动和本章复习人教版人教版 同步教育信息同步教育信息 一 本周教学内容 1 实验 研究平抛物体的运动 2 本章复习 二 知识要点 实验要点 学会用实验方法描绘出平抛运动的轨迹 能根据运动轨迹分析实验数据求 出平抛物体的初速度 三 重难点分析 一 实验 1 实验原理 平抛运动是以速度沿水平方向抛出后 物体只在重力作用下的运动 由于抛出的物 0 v 体只受重力 在水平方向不受力 所以平抛运动为曲线运动 可以在水平和竖直方向运动 合成为平抛运动 即一个水平方向的匀速运动 竖直方向的自由落体运动合成为平抛运动 运动的位移和速度分别在水平和竖直方向表达式为 2 0 2 1 gty tvx gtv vv y x0 若由已知的 求 则位移公式消去 得 xy 0 vt y g xv 2 0 2 实验器材 斜槽轨道 金属小球 木板 附竖直固定支架 坐标纸 图钉 刻度尺 重锤 铅笔 3 实验步骤 1 将斜槽轨道放在实验桌上 其末端伸出桌外调节末端使其切线水平后固定 检查斜槽末端是否水平的方法 将小球放于槽内平直部分 小球不稳定滚到较低端 调到水平时则小球放于槽内任一位置都可稳定 精确调整则需用水平仪调整 2 用图钉把坐标纸钉在木板上 让木板竖直固定 其左上方靠近斜槽轨道末端 用重锤检查坐标纸上的竖线是否竖直 整个实验装置如图所示 用重锤线指示 把木板调 整到竖直方向 使小球平抛的轨道平面与木板面平行 保证在重复实验过程中 木板与斜 槽的相对位置不变 3 建立直角坐标系 以小球做平抛运动的起点为原点 O 过原点竖直向下为xOy 轴 水平方向为轴 OyOx 亿库教育网 http www eku cc 确定坐标原点的方法是把小球放在斜槽水平部分末端 球心高度处为原点 4 让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下 由 O 点开始做平抛运动 先估计小球 经过的位置 把铅笔尖指在这一位置 让小球从原来释放的位置滚下 看是否与铅笔相碰 如此反复数次 较准确的确定小球通过位置 并在坐标纸上记下这一点 5 依次改变值 用与 4 同样的方法确定小球通过其它点的位置 x 6 取下坐标纸 用刻度尺量出小球经过的各点的坐标值 7 在坐标纸上把小球经过的点用平滑曲线连接起来 得到小球平抛运动轨迹 8 由 6 中得到的坐标值代入公式依次求出 再取平均值 y g xv 2 0 0 v 4 注意事项 1 斜槽轨道末段必须是水平的 2 木板和斜槽轨道都必须在竖直平面内 3 在斜槽上设置标记 以使小球每次开始滚下的位置相同 4 调整小球释放高度使小球轨迹在坐标纸上分布合理 基本是从左上角到右下角 5 计算平抛运动初速度时 在轨迹上取点要离原点远些以减小误差 5 误差分析 1 安装调整未达到要求 使小球运动不是平抛运动 2 坐标系的建立时 原点 轴 轴方向的确定误差较大 尤其是误把斜槽轨xy 道末端当成原点 忽略了小球半径 误差显著 3 小球从斜槽上滚下的初始位置不同 使平抛运动的初速度不固定 二 本章知识 本章知识网络 亿库教育网 http www eku cc 动物体逐渐远离圆心的运 力时 提供圆周运动所需向心合力突然消失或不足以 离心运动 为瞬时值 的大小和方向均改变 合力不与速度方向垂直 变速圆周运动 时刻与速度方向垂直心 变加速运动 合力 指向圆方向时刻改变 沿半径及供 大小不变 由合力提向心力 大小不变向心加速度 性质 变速曲线运动 关系 大小恒定恒定 转速频率 周期 角速度 线速度 描述 匀速圆周运动 和下落高度共同决定度 水平射程由初速度飞行时间决定于下落高 竖直方向 自由落体 水平方向 匀速运动 运动规律 轨迹是抛物线匀变速曲线运动 运动 重力加速度加速度 作用沿水平方向 只受重力产生条件 初速度 平抛物体的运动 等时性 等效性 合运动与分运动具有各分运动各自独立进行 速度进行合成和分解则 将位移 速度和加应用矢量平行四边形定 运动的方法复杂是研究曲线 运动的合成和分解 方向不在同一直线上产生条件 合力与速度 动必有加速度 是变速运 方向 时刻改变着速度方向沿曲线的切线 曲线运动的特点 动 运 线 曲 向向 4 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 0 0 vmarm r v mF Fav FamaF v T rr r v a n T f n T T r rv vnfT nf T t t s v gtvgty tvx ga v y 典型例题典型例题 例 1 在做研究平抛物体的运动实验时 让小球依次沿同一轨道运动 通过描点法画出小 亿库教育网 http www eku cc 球做平抛运动的轨迹 为了能较准确地描绘出运动轨迹 下列一些操作要求 将你认为正 确的选项前面的字母填在横线上 A 通过调节 使斜槽的末段保持水平 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坐标纸接触 E 将球的位置记录在纸上后 取下纸 连接各点成轨迹 解析 解析 只有斜槽末段保持水平 小球才能做平抛运动 A 选项正确 每次释放小球位置 不同则平抛运动的初速度不等 B 错 依同理 C 正确 球与坐标纸不接触才能使小球运动中 只受重力 D 正确 连点成曲线时 一定要用平滑曲线 连成折线就不是小球平抛运动的 轨迹了 正确选项是 A C D 例 2 用斜槽轨道做平抛运动的实验时 1 实验装置的调整要求是 2 实验中应注意的地方是 3 作出平抛运动轨迹后 为计算出初速度 需要测量的物理量是 解析 解析 1 调整要求是 斜槽末段槽口处的切线要水平 斜槽轨道和木板必须竖直 2 注意事项 记录好平抛运动起始点 小球每次释放的位置要一致 3 测量的物理量是 轨迹上某点的水平位移x 竖直位移y 即可算出 0 v y g xv 2 0 例 3 如图所示光滑斜面倾角为 长度为 L 一小球沿斜面以速度水平向左推出 小 0 v 球滚动到底端时 水平方向位移多大 L v0 解析 解析 小球受重力 斜面的支持力 合力为方向 沿斜面向下 与初速垂 sinmg 0 v 直 小球运动与平抛运动相似 沿水平方向是匀速直线运动 沿斜向下方向为初速等于零 的匀加速运动 设运动到底端时间为 水平位移为 St 亿库教育网 http www eku cc tvS 0 2 2 1 atL 2 sin 2 1 tg sin singmmga 解得 sin 2 0 g L vS 例 4 如右图所法 光滑圆弧轨道 ABCD 固定在竖直平面内 其 A 点与圆心等高 D 为轨道 最高点 DB 为竖直直径 AC 为水平直径 AE 为水平面 从 A 点正上方高为的 P 点释放h 一小球 落到 A 点进入圆弧轨道 足够大 使小球能沿圆弧到 D 点 则小球通过 D 点后h A 可能会再次落到圆弧轨道上 B 可能会落到水平面 AE 上 C 一定会再次落到圆弧轨道上 D 一定会落到水平面 AE 上 h C B D P A E 解析 解析 小球能通过 D 点则最小速度 下落 R 高度时水平位移 RgvD RgS 不可能落到圆轨道内 D 正确 RR g R 2 2 模拟试题模拟试题 一 选择题 1 物体运动时 若其加速度恒定 则物体 A 一定做匀变速直线运动B 一定做直线运动 C 可能做曲线运动D 可能做圆周运动 2 甲 乙两球位于同一竖直线上的不同位置 甲比乙高出 将甲 乙两球以 h 1 v 速度沿同一水平方向抛出 不计空气阻力 下列条件中 可能使乙球击中甲球的是 2 v A 同时抛出 且B 甲迟抛出 且 21 vv 21 vv C 甲早抛出 且D 甲早抛出 且 21 vv 21 vv 3 甲 乙两个物体分别放在广州和北京 它们随地球一起转动时 下面说法正确的是 A 甲的线速度大 乙的角速度小B 甲的线速度大 乙的角速度大 C 甲和乙的线速度相等D 甲和乙的角速度相等 4 关于圆周运动的下列说法中正确的是 A 做匀速圆周运动的物体 在任何相等的时间内 通过的位移都相同 B 做匀速圆周运动的物体 在任何相等的时间内 通过的路程都相等 C 做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心 D 做圆周运动的物体的加速度不一定指向圆心 5 关于曲线运动和圆周运动 以下说法正确的是 亿库教育网 http www eku cc A 做曲线运动的物体受到的合外力一定不为 0 B 做曲线运动的物体加速度一定是变化的 C 做圆周运动的物体受到的合外力一定指向圆心 D 匀速圆周运动的加速度一定是变化的 6 一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动 圆盘半径为 R 甲 乙物体质量分别是 M 和 它们与圆盘之间最大静摩擦力均为正压力的倍 两物体用一根长为mmM 的轻绳连在一起 如图 5 13 1 所示 若将甲物体放在转轴位置上 甲 乙lRl 之间连线刚好沿半径方向被拉直 要使两物体与圆盘间不发生相对滑动 则转盘旋转角速 度的最大值不得超过 两物体均看作质点 A B mlgmM MlgmM C D MlgmM mlgmM Mm 图 5 13 1 7 如图 5 13 2 所示 质量为的滑块从半径为 R 的光滑固定的圆弧形轨道的点滑ma 到点 下面正确的是 b A 它所受的合外力的大小是恒定的B 向心力大小逐渐增大 C 向心力逐渐减小D 向心加速度逐渐增大 R b a 8 在游乐场里玩 过天龙 游戏时 人和车的质量共为 它们到达竖直轨道的kg100 最高点时 速度为 过最低点时的速度为 如果圆周轨道的半径是sm 6sm 56 取 小车在最低点和最高点的压力分别是 m6 3g 2 10sm A 6000N 1000N B 2000N 1000N C 6000N 0N D 1000N 1000N 二 填空题 9 飞机距地面高 H 500m 水平飞行速度为 追击一辆速度为smv 100 1 同向行驶敌方的汽车 欲使投弹击中汽车 飞机应在 处投弹 smv 20 2 10 飞行员最多可承受 9 倍的重力加速度带来的影响 当飞机在竖直平面内沿圆弧道俯 冲时的速度为 则飞机俯冲的轨道半径的最小值是 v 11 30 厘米长的绳的下端拴着一个小球 小球受到一个水平冲力作用 在竖直面内做圆 周运动 如果小球通过圆周的最高点时 绳刚好没有发生形变 小球在圆周的最高点的速 度 v 12 如图 5 13 3 所示 有一根长为的轻质细线 它的两端固定在一根长为 的竖直l 2l 轴 AB 上 线上套一个可以自由移动的小球 当转轴转动时 小环正好以 B 为圆心 在水平 面内做匀速圆周运动 则线的张力为 F 小环的线速度 v 亿库教育网 http www eku cc A B 图 5 13 3 三 计算 13 如图 5 13 4 所示 在内壁光滑的平底试管内放一个质量为的小球 试管的开g1 口端加盖并与水平轴 O 连接 试管底与 O 轴相距 试管在转轴带动下沿竖直平面做匀cm5 速圆周运动 求 1 转轴的角速度达到多大时 试管底所受压力的最大值等于最小值的 3 倍 2 转轴的角速度满足什么条件时 会出现小球与试管底脱离接触的情况 取g 2 10sm O 图 5 13 4 14 如图 5 13 5 所示 在高为 H 处有一个小球 A 以初速度水平抛出 地面上另有一v 个小球 B 以速度竖直向上抛 设 A B 两球同时抛出 且在同一竖直平面内运动 两球恰v 好在空中相遇 求 两球抛出时的水平距离 Av v B H 图 5 13 5 15 从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球 它们的初速度大小分别是和 初 1 v 2 v 速度方向相反 求经过多少时间两个小球速度之间的夹角等于 90 16 如图 5 13 6 所示 一小球从离地面高为 H 处自由下落 当下落了距离时 与一h 斜面发生碰撞后水平弹出 设碰撞时小球速度大小不变 试问为多大时 小球将弹得最h 远 H