专题八 平抛实验.doc

专题八 平抛实验知识点一：平抛实验步骤与注意事项方案一：实验器材斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。实验步骤1将斜槽放在实验桌上，其末端伸出桌面外，调节末端使其切线水平后固定。（检查斜槽末端部分是否水平的方法：若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平）2用图钉把坐标纸钉在木板上，让木板竖直固定，其左上方靠近槽口，用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直，整个实验装置如图所示。用重锤线把木板校准到竖直方向，使小球平抛的轨道平面与板面平行，保证在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。3建立直角坐标系XOY：以小球做平抛运动的起点O为坐标原点，从坐标原点O画出竖直向下的Y轴和水平向右的X轴。确定坐标原点O的方法是：把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时球的球心在坐标纸板上的水平投影点O，即为坐标原点(不是槽口端点)。4让小球由斜槽的同一位置静止释放，由0点开始做平抛运动。先用眼睛粗略地估计小球在某一X值处(如X=1 cm或2 cm等)的y值，然后用铅笔尖指着这个位置，让小球从原释放处开始滚下，看是否与铅笔尖相碰，如此重复数次，较准确地确定小球通过的这个位置，并在坐标纸上记下这一点。5依次改变X值，用与(4)同样的方法确定小球通过其他各点的位置。6将所描出的各点用平滑曲线连接起来，这就画出了小球做平抛运动的轨迹曲线。7求小球平抛的初速度v0在所描绘的轨迹曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同点不必是步骤(4)(5)中测出的点，测出它们的坐标值。将各点坐标值代入v0=x中，求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值。注意事项：固定斜槽时，必须注意使斜槽末端切线水平，以使小球离开斜槽后做平抛运动。木板必须处在竖直面内，与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，使小球的运动靠近图纸但不接触。在斜槽上设定位卡板，使小球每次都从定位卡板所确定的同一位置由静止开始滚下，以保证重复实验时，小球做平抛运动的初速度相等。应在斜槽上适当的高度处释放小球，使小球能以适当的水平速度抛出，其运动轨迹由图板左上角到右下角。这样可以充分利用坐标纸，减小测量误差。图4-7-6abcd斜槽不需要光滑方案二：利用水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹。方案三：频闪法知识点二：右图这种类型题技巧1、求时间间隔和初速度的方法公式：h=gT2s=v0T2、求某点的瞬时速度的方法将该点的瞬时速度分解成水平初速度和竖直速度vy，vy则用前一点和后一点间的平均速度（即位移除以时间）来求。最后用勾股定理求出瞬时速度图4-7-5AABByhx2x13、求抛出点的位置的方法选b点求出vy后进而求出抛出点到b点的时间，算出下落高度，倒推回去求出抛出点的位置（方法二：求出一点的瞬时速度，用动能定理求出高度来确定抛出点的位置）典例1、在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A让小球多次从位置上滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。B按图安装好器材，注意，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。C取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。上述实验步骤的合理顺序是 。【解析】 A中为了保证小球每次平抛初速度相同，轨迹重合，应让小球从同一位置滚下。B中为了保证小球做平抛运动，要注意斜槽末端切线水平。上述实验步骤的合理顺序是B、A、C。典例2.在“研究平抛物体的运动”的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重锤线y的方向，但忘记了平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图4-7-5所示。现在曲线上取A、B两点，量出它们到y轴的距离，AA=x1，BB=x2，以及AB的竖直距离h，用这些可以求出求得小球平抛时的初速度为多大？图4-7-6abcd【解析】设小球到达A点时，运动时间为t1，竖直方向的位移为y1；到达B点时，运动时间为t2，竖直方向的位移为y2。根据平抛运动的规律有其中y2y1=h，所以 【答案】拓展在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图4-7-6中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为v0 （用L、g表示），其值是 。（g取9.8m/s2）基础巩固1.在做“探究平抛物体的运动”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2.在做“研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施减小误差？（ ）A斜槽轨道必须光滑 B斜槽水平轨道必须水平 C每次要平衡摩擦力 D小球每次应从斜槽同一高度释放3.在研究平抛物体的运动的实验中，进行斜槽安装时，要检查斜槽末端是否，其检查的方法是；在竖直木板安装时，要用检查坐标纸上的竖线是否。4下面是做“研究平抛物体的运动”实验的步骤 ()A将钢球从斜槽上的某点释放，它离开槽后在空间做平抛运动，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点；B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；C取下白纸，在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平直线Ox；D用光滑曲线把记录小球通过的位置的若干点连接起来，就得到平抛运动的轨迹，由于测定各个点时存在误差，所画的曲线可不通过个别偏差大的点，但必须保持曲线光滑，不允许出现凹陷处；E从斜槽上不同点释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点；F在曲线上取56个点(不必是步骤A测出的点)，用尺测出每个点的坐标值x、y，分别求出小球的初速度，然后取平均值就得到实验测出的初速度；G靠目测在纸上画出O点向下的竖直线Oy；H将白纸用图钉钉在竖直的木板上，在木板的左上角固定斜槽(1)以上实验步骤有错误或不足，需要修改的是_；(2)以上实验步骤修改后，正确的排列顺序应是_解析：(1)步骤B中应将小球处于斜槽末端时球心位置作为平抛运动的起点及坐标原点；步骤E中从相同位置释放小球；步骤G中利用重锤线画出竖直线Oy.(2)HBGAECDF图4-7-9ABC5.在“研究平抛物体的运动”的实验中：（1）为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法_.（2）小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用_来确定的.（3）验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法是：在水平方向从起点处取两段连续相等的位移与曲线交于两点，作水平线交于y轴，两段y辆位移之比为_.（4）某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是_. （5）该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为（x,y），则初速度的测量值为_，真实值为_.这样测得的平抛初速度值与真实值相比 。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）6图4-7-9为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：（1）闪光频率是 Hz（2）小球运动中水平分速度的大小是 m/s（3）小球经过B点时的速度是 m/s。能力提高1. 如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，有一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L1.25 cm.若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0_(用L、g表示)，其值为_（取g9.8 m/s2），小球在b点的速度为_.抛出点到b点的高度差_和水平距离_2. 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O点不是抛出点，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是 m/s,抛出点的位置坐标x m, y m (g取10m/s2) 图53123在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图5312所示的装置先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x10.00 cm，A、B间距离y15.02 cm，B、C间距离y214.82 cm.请回答以下问题(g9.80 m/s2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0_.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0_ m/s.4(2010大连联考)利用实验室的斜面小槽等器材装配图所示的装置钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动的轨迹是一定的，设法用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹(1)某同学在安装实验装置和进行其余的操作时都准确无误，他在分析数据时所建立的坐标系如图实4乙所示他的错误之处是_(2)该同学根据自己所建立的坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点(x，y)，运用公式v0x求小球的初速度v0，这样测得的平抛初速度值与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”)5.(2010浙江五校联考)在做“研究平抛物体的运动”的实验中， 为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木