1、第五章 曲线运动 第3节 实验:研究平抛运动实验目的1用实验的方法描出做平抛运动的物体的运动轨迹2由实验轨迹求平抛物体的初速度实验原理平抛物体的运动可以看作是由两个分运动合成的,这两个运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动使小球做平抛运动,利用描迹法描出小球的运动轨迹,建立坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标 x 和 y,根据公式 xv0t 和 y12gt2,就可求得 v0 xg2y,v0 即为小球做平抛运动的初速度实验器材斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺实验步骤1按图甲所示安装实验装置,使小球在斜槽末端点恰好静止2以水平槽末端端口上小球
2、球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴甲3使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点用同样方法,在小球运动路线上描下若干点4将白纸从木板上取下,从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示乙数据处理1在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移 x 及竖直位移 y,就可求出初速度 v0因 xv0t,y12gt2,故 v0 xg2y丙2如图丙所示,在轨迹上任取三点 A、B、C,使 A、B 间及 B、C 间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知,A、B 间与 B、C 间所用时间相等,设为 t,则 hhB
3、ChABgt2 所以t hBChABg,所 以 初 速 度 v0 xt xghBChAB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水平部分,看小球能否静止,若小球静止,则斜槽末端水平)2方木板必须处于竖直平面内,固定时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,以使小球做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在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度误差分析1斜槽末端没有水平2描点不准确3在轨迹上量取某点坐标(x,y)
4、时出现误差在做“研究平抛运动”的实验时:(1)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弹簧测力计 F重垂线一、实验器材的选取及注意事项的考查(2)实验中,下列说法正确的是_A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B斜槽轨道必须光滑C斜槽轨道末端可以不水平D要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些E为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来解析:(1)实验还需要的器材是坐标纸和重垂线,描出的轨迹在坐标纸上,方便数据处理,重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标,故选CF.(2)做研究平抛运动的实验
5、时,斜槽末端必须水平,以保证小球做平抛运动;使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下,以使小球在斜槽末端速度相同在描画小球运动轨迹时,应用平滑的曲线拟合,偏离轨迹较远的点可舍去故选AD答案:(1)CF(2)AD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L1.6 cm,若小球在平抛运动途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),其值是_(g取10 m/s2)小球在b点的速率为_.(取两位有效数字)二、实验数据处理解析:图中 a、b、c、d 位置之间对应水平距离相等说明ab、bc、cd 所用时间相同,根据匀变速直线运动的特点xaT2,则有LgT2而水平方向上:2Lv0T联立式得 v02 gL2 101.6102 m/s0.80 m/s小球在 b 点的竖直分速度 vyyac2T3L2T 联立式得 vy1.5 gL0.60 m/s小球在 b 点的合速度 v v20v2y1.0 m/s答案:2 gL 0.80 m/s 1.0 m/s点击进入WORD链接谢谢观看!