实验：研究平抛运动
1.(多选)(2017·常德高一检测)在“研究平抛运动”的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测的数据有 ( )
A.小球开始滚下的高度
B.小球在空中飞行的时间
C.运动轨迹上某点P的水平坐标
D.运动轨迹上某点P的竖直坐标
【解析】选C、D。由平抛运动规律,竖直方向y=gt2,水平方向x=v0t,因此v0=x
,可见只要测得轨迹上某点P的水平坐标x和竖直坐标y,就可求出初速度v0,故C、D正确。
2.(多选)在“研究平抛物体的运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置是(设小球半径为r) ( )
A.斜槽口末端O点
B.小球在槽口时,球心在木板上的投影点
C.槽口O点正前方r处
D.小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处
【解析】选B、D。小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,而是球的球心在槽口上方时,球心在板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的位置高一些,确定该投影点的位置用选项B、D的说法即可。
3.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: 世纪金榜导学号35684011
A.让小球多次从____________滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。
B.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。
(1)完成上述步骤,将正确的答案填在横线上。
(2)上述实验步骤的合理顺序是________。
【解析】(1)该实验中要保证每次小球做平抛运动的轨迹相同,这就要求小球平抛的初速度相同,而且初速度是水平的,因此在具体实验操作中要调整斜槽末端水平,方木板竖直且板面与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端放置,同时让小球多次从同一位置无初速度地释放。
(2)实验操作中要先安装仪器,然后进行实验操作,故实验顺序为BAC。
答案:(1)同一位置无初速度 调整斜槽末端水平,方木板竖直且与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端 (2)BAC
4.如图甲是研究平抛运动的实验装置图,图乙是实验后在白纸上作的图。 世纪金榜导学号35684012
(1)在甲图上标出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v0=________,根据图乙给出的数据,可计算出v0=________m/s。
【解析】(1)从O点开始作平行重垂线向下的直线为Oy轴,再垂直于Oy作Ox轴。如图所示。
(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向,应调整斜槽使底端切线沿水平方向。
(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致,要求它的初速度相同,故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下。
(4)由于x=v0t,y=gt2,故初速度v0=x
,根据图乙给出的数据,可计算出v0=1.6m/s。
答案:(1)图见解析 利用重垂线作Oy轴,再垂直于Oy作Ox轴
(2)底端切线沿水平方向
(3)每次都从同一高度处无初速度滚下
(4)x 1.6
5.在研究平抛运动的实验中,某同学只在竖直板面上记下了通过抛出点的重垂线y的方向,但忘了记下平抛的初位置,在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹,如图所示。现在曲线上取A、B两点,量出它们到y轴的距离,AA′=x1,BB′=x2,AB的竖直距离为h,重力加速度为g,用这些量可以求得小球平抛时的初速度为________。 世纪金榜导学号35684013
【解析】设抛出点为O,且在y轴上,由平抛规律
OA′=g
,x1=v0t1;
OB′=g
,x2=v0t2;
OB′-OA′=h,联立求出v0=。
答案:
【补偿训练】
1.在做“研究平抛运动”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成水平,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x=10.00cm,A、B间距离y1=4.78cm,B、C间距离y2=14.82cm。g取9.8m/s2。
(1)根据以上直接测量的物理量得小球初速度v0=__________(用题中所给字母表示)。
(2)小球初速度的测量值为________m/s。
【解析】由于每次移动距离x=10.00cm,所以小球从打A点到打B点与从打B点到打C点的时间相同,设此时间为t。由于y2-y1=gt2,且y1=4.78cm、y2=14.82cm,g=9.8m/s2,所以t=≈0.1s,故小球初速度v0=
=x
≈1.00m/s。
答案:(1)x (2)1.00
2.(2014·安徽高考)图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有___________。
a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
b.每次小球释放的初始位置可以任意选择
c.每次小球应从同一高度由静止释放
d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图乙中图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________。
(3)图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm,A、B两点水平间距Δx为40.0cm。则平抛小球的初速度v0为________m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度vC为________m/s。(结果保留两位有效数字,g取10m/s2)
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/b54a0a91640e52ea551810a6f524ccbff121cacb.html
文档为doc格式