5第五节 实验 研究平抛物体的运动.docVIP

第四节 实验 研究平抛物体的运动 一、考点扫描 1、实验目的： （1）学习描绘曲线运动轨迹的方法。 （2）测定平抛小球的初速度，巩固对平抛运动性质的认识。 2、实验器材： （1）J2135-1型碰撞实验器（斜槽轨道）；（2）金属小球；（3）白纸；（4）有孔卡片；（5）平木板；（6）铅笔；（7）图钉4枚；（8）刻度尺；（9）竖直固定木板的支架；（10）小铅锤。 3、实验原理： 运用平抛运动的规律：水平方向x=v0t，竖直方向y=gt2/2，两个分运动合成可得轨迹方程y=gx2/2v02；可得初速v0=x。 4、实验步骤： （1）用图钉把白纸钉在竖直的木板上，如图1。 （2）在紧靠木板的左上角固定斜槽。 （3）确定小球飞出时的初始位置即坐标原点O，并过O用铅锤线描出y轴竖直方向。 （4）把事先做好的带孔的卡片用手按在竖直木板上，调节卡片位置，使槽上滚下的小球正好从卡片孔穿过，用铅笔记下小球穿过孔时的位置，如图1所示。 （5）取下白纸，以O点为原点再画一条水平向右的x轴，（与v0方向相同） （6）根据记下的小球穿过孔的一系列点的位置，画出平滑曲线即为小球做平抛运动的轨迹。 （7）在曲线上（轨迹上）选取距O点远些的点测出它们的坐标（x，y），填入表中来计算球的初速度，最后取平均值。 5、注意事项： （1）安装木板时，应使木板竖直。如果木板不铅直将影响球的飞行，可能相撞或摩擦，因此要用铅锤线校准； （2）固定斜槽时要使其末端切线水平，确保小球飞出作平抛运动，可将小球置于平轨部分，若球随遇平衡即可。 （3）坐标原点（即小球做平抛运动的起点）是球在槽口时其球心在竖直纸板上的水平投影点O，即O点在水平槽口端点正上方r处。 （4）小球每次应在相同的适当高度由静止开始从斜槽上滚下，在斜轨上释放小球不宜用手指，而要用斜槽上的球夹或挡板（如尺子），这样做重复性好，能确保每次的初速相同。 （5）计算初速度不取用由卡片描的点，而是重新在画出的x轴上由O起取出几个等距离的点，再由轨迹曲线测量出各点所对应的下降高度，看这些高度的比值是否近似等于1：4：9：………这样做，一是验证了平抛运动的性质，二是减少计算的麻烦和减小结果的误差。 二、典型例题 试根据平抛运动原理研究测量弹射器弹丸出射初速的实验方法。提供实验器材：弹射器（含弹丸）；铁架台（带夹具）；米尺。如图2所示。 （1）画出实验示意图。 （2）在安装弹射器时应注意 。 （3）实验中需要测量的量（并在示意图中用字母标出）： 。 （4）由于弹射器每次射出的弹丸初速不可能完全相等，在实验中应采取的方法是： 。 （5）计算公式： 。 分析和解答： （1）见图3。 （2）注意弹射器必须水平。 （3）测量的量是AB高与BC长。A是弹射器开口端的中点，B点最好用重锤线找到。 （4）C处铺一块白纸，上面一块复写纸，几次弹射的落点，用一个最小的圆圈上，圆心即是C点。 （5）设，计算公式为：。 点评：此题是一道设计性实验，要求学生理解平抛物体运动的特点，同时还得想象出题目中给定器材的用途，思维要求较灵活，对平抛物体运动的知识考查也很深刻。 三、反馈训练 1、在做平抛实验的过程中，小球在竖直放置的坐标纸上留下A、B、C三点痕迹，如图4所示，坐标纸每小格边长均为5cm，抛出点位置在坐标纸上并未标明。由此可知，小球经过B点瞬时速度大小_______m/s，在坐标纸上准确标出的方向。 2、在“研究平抛物体运动”的实验中： 一同学描出小球做平抛运动的轨迹如图5所示。 （1）下列器材中哪些是本实验所需要的，把它们的号码填在题后的括号内： A、秒表；B、平板；C、重锤线；D、天平；E、铅笔；F、纸带；G、打点计时器；H、 小球；I、弹簧秤；J、弧形斜槽；K、白纸；L、刻度尺；M、有孔的硬纸片。答：________。 （2）试根据轨迹上点的坐标，求出平抛小球的初速度为________m/s （3）实验时要在曲线上选取几个不同的坐标，分别求出小球的平抛速度；最后计算其平均值，这样做的目的是____________。 3、做“研究物体的平抛运动”实验时，应选用下列各组器材中的哪一组（ ） A、铁架台、方木板、斜槽和小球、秒表、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片 B、铁架台、方木板、斜槽和小球、天平和秒表、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片 C、铁架台、方木板、斜槽和小球、米尺和三角尺、重锤、细线、白纸、图钉、带孔卡片 D、铁架台、方木板、斜槽和小球、秒表和三角尺、重锤、细线、白纸、图钉、带孔卡尺 4、在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准