高三物理高考复习课件：实验研究平抛运动.ppt

研究平抛运动 一 实验原理 用描迹法 该实验的平抛运动可以看成是两个分运动的合成 一个是水平方向的匀速直线运动 其速度等于平抛物体的初速度 另一个是竖直方向的自由落体运动 利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置 然后描出运动轨迹 测出曲线任一点的坐标x和y 利用 就可求出小球的水平分速度 即平抛物体的初速度 二 演示 三 注意事项有 斜槽末端的切线必须水平 用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直 以斜槽末端所在的点为坐标原点 如果是用白纸 则应以斜槽末端所在的点为坐标原点 在斜槽末端悬挂重锤线 先以重锤线方向确定y轴方向 再用直角三角板画出水平线作为x轴 建立直角坐标系 每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑 例1 1998年上海 在做 研究平抛运动 的实验时 让小球多次沿同一轨道运动 通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹 为了能较准确地描绘运动轨迹 下面列出了一些操作要求 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 记录小球位置用的木条 或凹槽 每次必须严格地等距离下降e 小球运动时不应与木板上的白纸 或方格纸 相触f 将球的位置记录在纸上后 取下纸 用直尺将点连成折线 ace 练习1 在 研究平抛物体的运动 实验时 已备有下列器材 白纸 图钉 平板 铅笔 弧形斜槽 小球 刻度尺 铁架台 还需要下列器材器材中的 a 秒表b 天平c 重锤线d 测力计 c 例2 如图所示 在研究平抛运动时 小球a沿轨道滑下 离开轨道末端 末端水平 时撞开轻质接触式开关s 被电磁铁吸住的小球b同时自由下落 改变整个装置的高度h做同样的实验 发现位于同一高度的a b两球总是同时落地 该实验现象说明了a球在离开轨道后 a 水平方向的分运动是匀速直线运动b 水平方向的分运动是匀加速直线运动c 竖直方向的分运动是自由落体运动d 竖直方向的分运动是匀速直线运动 c 练习2 在研究平抛物体运动的实验中 如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同 则正确的是 a 小球平抛的初速度不同b 小球每次做不同的抛物线运动c 小球在空中运动的时间每次均不同d 小球通过相同的水平位移所用时间均不同 abd 例3 如图所示为一小球做平抛运动时的闪光照片的一部分 背景标尺每小格表示1 25cm 则由照片求出小球平抛的初速度值为 0 70m s 练习3 在研究平抛运动的实验中 让小球多次从斜槽上滚下 在白纸上依次记下小球的位置 某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示 从图中明显看出甲的实验错误是 乙的实验错误是 槽底不水平 每次释放小球的高度不同 例4 如图为某小球做平抛运动时 用闪光照相的方法获得的相片的一部分 图中背景方格的边长为5cm g 10m s2 则 1 小球平抛的初速度vo m s 2 闪光频率f h2 3 小球过a点的速率va m s 解 由自由落体运动规律 y gt2 2 0 05 0 1m t 0 1sf 10hz x v0t v0 x t 3 0 05 0 1 1 5m s vby y1 y2 2t 8 0 05 0 2 2m s vay vby gt 2 1 1m s va2 vay2 v02 1 2 25 3 25 va 1 8m s 1 5 10 1 8 练习4 下列哪些因素会使本实验的误差增大 a 小球与斜槽之间有摩擦b 建立坐标系时 以斜槽末端端口位置为坐标原点c 安装斜槽时其末端不水平d 根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作计算的点离原点o较远 bc 例5 在 研究平抛运动 实验中 某同学只记录了小球运动途中的a b c三点的位置 取a点为坐标原点 则各点的位置坐标如图所示 当g 10m s2时 下列说法正确的是 a 小球抛出点的位置坐标是 0 0 b 小球抛出点的位置坐标是 10 5 c 小球平抛初速度为2m sd 小球平抛初速度为1m s bd 练习5 在做 研究平抛物体的运动 这一实验时 下面哪些说法是正确的 a 安装弧形槽时 必须使槽的末端的切线方向保持水平b 每次进行实验时 都要让小球从同一位置开始由静止释放c 在实验过程中 小球与槽的摩擦不可避免 但这并不影响实验结果d 为了得到实验结果 不要忘记用天平称出小球的质量 ab 例6 一学生做 研究平抛物体的运动 实验时 画运动轨迹只在白纸上画出了与初速度平行的ox轴 忘了画坐标原点和oy轴 而且也只画出了中间一部分轨迹 如图所示 如何只用一刻度尺得出小球的初速度 不需测实际数据只用物理量的符号代表所测量 测量方法 简答 得到的v0 解析 任取三点1 2 3 如图示 测得s y1 y2 则 练习6 某学生在 研究平抛运动 的实验中有如下操作步骤 试按合理的顺序将步骤序号填在下面的线上 a 用铅笔在白纸上记下抛出点位置o b 取下白纸 用平滑曲线连接小球依次通过的各点 得出平抛运动轨迹 c 用重锤线和直尺画出过o点的竖直线oy d 用三角板画出过o点的水平线ox e 安装斜槽 并使槽的末端切线沿水平方向 f 每次都从斜槽的定位卡处由静止释放小球 并用铅笔在白纸上依次记下小球通过各点的位置 g 将白纸钉在木板上 并竖直固定木板 h 在平抛运动轨迹上取a b c三点 用三角板和刻度尺 分别量出三点的水平位移x和竖直位移y i 利用水平和竖直位移x y 计算三次平抛的初速vo 再求出三次的平均值作为测量最后结果 e g a d c f b h i 例7 在研究平抛物体运动的实验中 用一张印有小方格的纸记录轨迹 小方格的边长l 1 25cm 若小球在平抛运动中先后经过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 其值是 g取9 8m s2 解析 由平抛运动规律 y gt2 l x v0t v0 x t 2l t 代入数字l 1 25cm 1 80m 得到v0 0 7m s 0 7m s 练习7 如图 a 是研究平抛运动 的实验装置图 b 是实验后在白纸上作的图 1 在 a 图上标出o点及ox oy轴 并说明这两条坐标轴是如何作出的 答 2 固定斜槽轨道时应注意使 3 实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹 实验中应注意 4 计算小球平抛初速度的公式为vo 根据图 b 给出的数据 可计算出vo m s 利用重锤线作oy轴 再垂直于oy作ox轴 底端切线沿水平方向 每次都从同一高度处无初速度滚下 1 6 例8 一个同学在 研究平抛物体的运动 实验中 只画出了如图所示的一部分曲线 于是他在曲线上取水平距离 s相等的三点a b c 量得 s 0 2m 又量出它们之间的竖直距离分别为h1 0 1m h2 0 2m 利用这些数据 可求得 1 物体抛出时的初速度为m s 2 物体经过b时竖直分速度为m s 3 抛出点在a点上方高度为m处 解析 1 先求t 据 求得 t 0 1s m s 2m s 2 m s 1 5m s 3 设抛出点在a点上方高度为h 下落到点的时间为t 则有 由此两式可求得h 0 0125m 练习8 如图为一小球做平抛运动时闪光照片的一部分 图中背景是边长5cm的小方格 则闪光频率是 hz 小球运动的初速度是 m s 抛出点距图中a点水平距离是 cm 竖直距离