浙江省学考通关物理学考标准条目解析实验6平抛运动共15

1、实验(6):平抛运动,一、实验原理图 二、基本实验要求 1.实验目的 (1)描出平抛物体的运动轨迹。 (2)根据运动轨迹求平抛物体的初速度。,2.实验原理 平抛运动可以看作两个分运动的合成,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。在直角坐标系上,它们的位移方程分别表示为x=v0t和 ,令小球做平抛运动,利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹,则可画出小球做平抛运动的曲线。建立坐标系后,对曲线上的任一点均可求出其横坐标x、纵坐标y,用公式 可求出小球从原点到该点的运动时间,再用公式x=v0t则可求出小球做平抛运动的初速度。 3.实验器材 坐标纸、金属小球、带有斜槽轨道和方木板的竖

2、直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。,4.实验步骤 (1)将带有斜槽轨道和方木板的竖直固定支架固定在实验桌上,轨道末端切线水平。 (2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出水平方向的x轴。 (3)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通

3、过的位置,并在坐标纸上记下该点。用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。(不同的器材方法有所不同),(4)取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹。 (5)从曲线上选取六个不同点,测出它们的坐标值。 (6)根据坐标,结合公式x=v0t和 求出小球平抛运动的初速度,并计算其平均值。,5.数据处理 (1)判断曲线是否是抛物线 将所测量的各个点的x、y坐标分别代入 ,看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。 建立y-x2坐标系,根据所测量各点的x、y坐标值分别计算出对应的y值和x2值,在y-x2坐标系中描点,拟合各点看是否在一条直线上,求出该直线的斜率即

4、为a值。 (2)求平抛运动的初速度 在平抛运动轨迹上选取A、B、C、D、E、F六个点,测出它们的x、y坐标值。 把测到的坐标值依次代入公式 ,求出小球平抛的初速度,并计算出平均值。,6.注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是将小球放在斜槽末端任一位置,看其是否能静止)。 (2)方木板必须处于竖直平面内,要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 (3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。 (4)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。 (5)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。 (6)在轨迹上

5、选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。,考点1,考点2,考点3,考点1实验原理和操作 典例5(2017浙江4月学考)在研究平抛运动实验中,(1)图甲是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的。 A.球心 B.球的上端 C.球的下端 在此实验中,下列说法正确的是。(多选) A.斜槽轨道必须光滑 B.记录的点应适当多一些 C.用光滑曲线把所有的点连接起来 D.y轴的方向根据重垂线确定,甲,考点1,考点2,考点3,(2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是。 A.释放小球时初速度不为0 B.释放小

6、球的初始位置不同 C.斜槽末端切线不水平 (3)图丙是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是。,乙,丙,考点1,考点2,考点3,解析: (1)题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点,所以坐标原点也应选为球的上端,选B。斜槽轨道不必光滑,A错;记录的点适当多一点,以便更准确地描出平抛轨迹,B对;为比较准确地描出小球运动的轨迹,将这些点平滑连接起来,C错;用重垂线确定y轴方向,D对。 (2)由题图可知,小球做斜抛运动,所以斜槽末端没有水平放置,选C。 (3)A没有水流出,C随着液面降低,压力减小,水柱流速不断减小,C错,只有B瓶内能维持相对稳定的气压,水柱流速稳定。选B

7、。 答案: (1)BBD(2)C(3)B,考点1,考点2,考点3,考点2实验数据处理 典例6 某物理兴趣小组做“研究平抛运动”实验时,分成两组,其中一个实验小组让小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到如图所示的照片,已知每个小方格边长10 cm,当地的重力加速度g取10 m/s2。其中C点处的位置坐标已被污迹覆盖。,考点1,考点2,考点3,(1)若以拍摄的第一点为坐标原点,水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系,被拍摄到的小球在C点位置的坐标为。 (2)小球平抛的初速度大小为。 (3)另一个实验小组的同学正确地进行实验并正确地描绘了运动轨迹,测量了轨迹上的不同点的坐标值。根据所

8、测到的数据以y为纵轴,以x2为横轴,在坐标纸上画出对 应的图象,发现为过原点的直线,并测出直线斜率为2,则平抛运动的初速度v0= m/s。,考点1,考点2,考点3,解析: (1)根据平抛运动的特点,水平方向的坐标为x=3210 cm=60 cm, 竖直方向的坐标为y=(1+2+3)10 cm=60 cm, 故被拍摄到的小球在C点的位置坐标为(60 cm,60 cm)。,考点1,考点2,考点3,考点3实验创新设计 典例7 试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方法。提供的实验器材有:弹射器(含弹丸,如图所示)、铁架台(带有夹具)、刻度尺。 (1)画出实验示意图。 (2)在安装弹射器时应注意:。 (3)实验中需要测量的物理量(在画出的示意图中用字母标出):。 (4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的方法是。 (5)计算公式为。,考点1,考点2,考点3