試驗五探究平拋運動的規(guī)律

1、實驗五探究平拋運動的規(guī)律一、實驗?zāi)康?用實驗的方法描出平拋運動的軌跡2根據(jù)平拋運動的軌跡求其初速度二、實驗原理1用描跡法畫出小球平拋運動的軌跡2建立坐標(biāo)系，測出軌跡上某點的坐標(biāo)x、y，根據(jù)xv0t，ygt2得初速度v0x· .三、實驗器材斜槽、小球、方木板、鐵架臺、白紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺四、實驗步驟1安裝調(diào)平：裝帶有斜槽軌道的木板固定在實驗桌上，其末端伸出桌面外，軌道末端切線水平2建坐標(biāo)系：用圖釘將坐標(biāo)紙固定于豎直木板的左上角，把木板調(diào)整到豎直位置，使板面與小球的運動軌跡所在平面平行且靠近，把小球放在槽口處，用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時球心所在木板上的投影點O

2、，O點即為坐標(biāo)原點，沿重垂線的方向畫出過坐標(biāo)原點的豎直線，作為y軸，過O點畫出水平向右的x軸3確定球位置：將小球從斜槽上某一位置由靜止滑下，小球從軌道末端射出，先用眼睛粗略確定做平拋運動的小球在某一x值處的y值，然后讓小球由同一位置自由滾下，在粗略確定的位置附近利用帶孔的硬紙板較準(zhǔn)確地找出小球通過的位置，并在坐標(biāo)紙上用鉛筆記下該點用同樣的方法確定軌跡上其他各點的位置4描點得軌跡：取下坐標(biāo)紙，將坐標(biāo)紙上記下的一系列點，用平滑曲線連起來，即得到小球平拋運動軌跡五、數(shù)據(jù)處理1計算初速度：在小球平拋運動軌跡上選取分布均勻的六個點A、B、C，D、E、F，用刻度尺、三角板測出它們的坐標(biāo)(x，y)，并記錄在

3、下面的表格中，已知g值，利用公式y(tǒng)gt2和xv0t，求出小球做平拋運動的初速度v0，最后算出v0的平均值.ABCDEFx/mmy/mmv0x(m/s)v0的平均值2.驗證軌跡是拋物線：拋物線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為yax2，將某點(如B點)的坐標(biāo)x、y代入上式求出常數(shù)a，再將其他點的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立，若等式對各點的坐標(biāo)近似都成立，則說明所描繪得出的曲線為拋物線六、誤差分析1斜槽末端沒有調(diào)水平，小球離開斜槽后不做平拋運動2確定小球運動的位置時不準(zhǔn)確3量取軌跡上各點坐標(biāo)時不準(zhǔn)確七、注意事項1實驗中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(檢查是否水平的方法是：將小球放在斜槽末端水平部分，將其向兩邊各輕輕撥

4、動一次，看其是否有明顯的運動傾向)2方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時要用重垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直3小球每次必須從斜槽上同一位置滾下4坐標(biāo)原點不是槽口的端點，應(yīng)是小球出槽口時球心在木板上的投影點5小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球平拋運動的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜6在軌跡上選取離坐標(biāo)原點O點較遠(yuǎn)的一些點來計算初速度八、獲得平拋運動軌跡的其他方法1噴水法如圖1，倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細(xì)管，其中一根彎成水平，加上一個很細(xì)的噴嘴直管的作用是保證A處的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，使彎管噴出水的速度(平拋初速度)不受瓶內(nèi)液面的影響圖1水從噴嘴中噴出，在空中形成彎曲的細(xì)水

5、柱，它顯示了平拋運動的軌跡，將它描在背后的紙上，進(jìn)行分析處理2頻閃照相法用數(shù)碼相機(jī)可記錄下平拋運動的軌跡，如圖2所示由于相鄰兩幀照片間的時間間隔是相等的，只要分別測量相鄰兩照片上小球的水平位移和豎直位移，就很容易判斷平拋運動水平方向和豎直方向上的運動特點例1(1)在做“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為不 圖2正確的選項前面的字母填在橫線上_A通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B每次釋放小球的位置必須相同C每次必須由靜止釋放小球D小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸E將球的位置記錄在紙

6、上后，取下紙，用直尺將點連成折線(2)某同學(xué)在做“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中，忘記記下小球做平拋運動的起點位置O，A為物體運動一段時間后的位置，根據(jù)圖3所示，求出物體做平拋運動的初速度為_ m/s.例2(2011·安徽巢湖市第一次教學(xué)質(zhì)量檢測)如圖4所示，在用斜槽軌道做“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗時讓小球多次沿 圖3同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡圖4(1)為了能較準(zhǔn)確地描出運動軌跡，下面列出了一些操作要求，不正確的是()A通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B每次釋放小球的位置可以不同C每次必須由靜止釋放小球D小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸(2)圖5中A、

7、B、C、D為某同學(xué)描繪的平拋運動軌跡上的幾個點，已知方格邊長為L.則小球的初速度v0_，B點的速度大小vB_.(重力加速度為g)圖5例3如圖6所示為頻閃攝影方法拍攝的探究物體做平拋運動規(guī)律的照片，A、B、C為三個同時由同一點出發(fā)的小球AA為A球在光滑水平面上以速度v運動的軌跡；BB為B球以速度v被水平拋出后的運動軌跡；CC為C球自由下落的運動軌跡通過分析上述三條軌跡可得出結(jié)論： 圖6(1)_(2)_1平拋物體的運動規(guī)律可以概括為兩點：水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖7所示，用小錘擊打彈性金屬片，使A球水平飛出，同時松開B球，使其做自由落

8、體運動，結(jié)果兩球同時落到地面這個實驗()A只能說明上述規(guī)律中的第條 圖7B只能說明上述規(guī)律中的第條C不能說明上述規(guī)律中的任何一條D能同時說明上述兩條規(guī)律2如圖8所示，為通過實驗得到的一條平拋運動的軌跡，在豎直坐標(biāo)軸y上，從原點開始 向下任取一個坐標(biāo)為h的點，再找到坐標(biāo)為4h,9h,16h，的點，過這些點做水平線，與軌跡分別相交于A、B、C各點，交點的橫坐標(biāo)分別為OA，OB，OC，用直尺量得OAABBC，這說明 () 圖8A因為小球從O到A、A到B、B到C的運動時間不等，所以平拋運動沿水平方向的分運動是變速運動B因為小球從O到A、A到B、B到C的運動時間在增加，所以平拋運動沿水平方向的分運動是減

9、速運動C因為小球沿豎直方向的分運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以在小球運動過程中從O到A、A到B、B到C的運動時間都是相等的，故平拋運動沿水平方向的分運動是勻速直線運動D由于小球沿豎直方向的分運動不是初速度為零的勻加速直線運動，所以平拋運動沿水平的分運動不是勻速直線運動3在“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗簡要步驟如下：A讓小球多次從_位置滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置B安裝器材，注意_，記下平拋初位置O點和過O點的豎直線C取下白紙，以O(shè)為原點，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫出平拋運動物體的軌跡(1)完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上(2)

10、上述實驗步驟的合理順序是_4在“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中：(1)為使小球水平拋出，必須調(diào)整斜槽，使其末端的切線成水平方向，檢查方法是_.(2)小球拋出點的位置必須及時記錄在白紙上，然后從這一點畫水平線和豎直線作為x軸和y軸，豎直線是用_來確定的(3)驗證實驗得到的軌跡是否準(zhǔn)確的一般方法是：在水平方向從起點處取兩段連續(xù)相等的位移，再作平行于y軸的直線交于曲線兩點，則兩段y軸方向上的位移大小之比為_(4)某同學(xué)建立的直角坐標(biāo)系如圖9所示假設(shè)他在安裝實驗裝置和進(jìn)行其他操作時都準(zhǔn)確無誤，只有一處失誤，即是_(5)該同學(xué)在軌跡上任取一點M，測得坐標(biāo)為(x，y)則初速度的測量值為_，真實值為_圖95試

11、根據(jù)平拋運動原理，設(shè)計“測量彈射器射出的彈丸初速度”的實驗方法，提供的實驗器材如下：彈射器(含彈丸，如圖10所示)；鐵架臺(帶有夾具)；米尺(1)畫出實驗示意圖；圖9(2)在安裝彈射器時應(yīng)注意：_；(3)實驗中需要測量的量為(并在示意圖中用字母標(biāo)出)_；(4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實驗中應(yīng)采取的方法是_；(5)計算公式：_.6某同學(xué)用圖11甲所示裝置做“研究平拋運動”的實驗，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡，但不慎將畫有軌跡圖線的坐標(biāo)圖丟失了一部分，剩余部分如圖乙所示，圖乙中水平方向與豎直方向每小格的長度均代表0.10 m，P1、P2和P3是軌跡圖

12、線上的3個點，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等完成下列填空：(重力加速度取9.8 m/s2)圖11(1)設(shè)P1、P2和P3的橫坐標(biāo)分別為x1、x2和x3，縱坐標(biāo)分別為y1、y2和y3，從圖乙中可讀出|y1y2|_ m，|y1y3|_ m，|x1x2|_ m(保留兩位小數(shù))(2)若已測知拋出后小球在水平方向做勻速運動，利用(1)中讀取的數(shù)據(jù)，可求出小球從P1運動到P2所用的時間為_ s，小球拋出后的水平速度為_ m/s(均可用根號表示)7在“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄物體的運動軌跡，小方格的邊長L1.6 cm，若小球的平拋運動軌跡中的幾個位置如圖12中的a、b、c、d所示，則小球平拋運動的初速度的計算式為v0_(用L、g表示)，其值是_(g10 m/s2)小球在b點的速率為_(取兩位有效數(shù)字)圖12答案課堂探究例1(1)E(2)2.0例2(1)B(2)2例3(1)做平拋運動的物體在水平方向做勻速直線運動(2)做平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動隨堂訓(xùn)練1B2C3(1)斜槽上的相同斜槽末端切線水平，方木板豎直且與小球運動軌跡所在豎直面平行(2)BAC4(1)將小球放在端點處，看它是否滾動(2)重垂線(3)13(4)將坐標(biāo)原