平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)經(jīng)典題型

1、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)（全面）1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡 （2）從實(shí)驗(yàn)軌跡求平拋物體的初速度2實(shí)驗(yàn)原理 平拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看作是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。 使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，利用描跡法描出小球運(yùn)動(dòng)軌跡，建立坐標(biāo)系，測(cè)出軌跡曲線上某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，根據(jù)公式和，就可求得：，即為做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。3參考案例 （1）案例一：利用平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器（如同4-7-1所示）。 圖4-7-1 A、斜槽末端切線必須水平 B、每次從同一位置無初速釋放小球，以使小球每一次拋出后軌跡相同，每次描出的點(diǎn)在同一軌跡上 C、安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要注意使軌道末端與圖板相靠近，并保持它們

2、的相對(duì)位置不變 D、要用重垂線把圖板校準(zhǔn)到豎直方向，使小球運(yùn)動(dòng)靠近圖板，又不接觸圖板 E、坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口末端點(diǎn)，應(yīng)是球在槽口時(shí)，球心在圖板上的水平投影點(diǎn)O F、球的釋放高度要適當(dāng)，使其軌跡不至于太平也不至于太豎直，以減小測(cè)量誤差 G、計(jì)算初速度時(shí)，應(yīng)選離O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)（2）案例二： 利用水平噴出的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。 水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。（3） 案例三：利用數(shù)碼照相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)更精細(xì)地探究平拋運(yùn)動(dòng)。(如圖4-7-2) 圖4-7-24、重點(diǎn)難點(diǎn)例析【考點(diǎn)一】平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)【例1】在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球

3、平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下：A讓小球多次從 位置上滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。B按圖安裝好器材，注意 ，記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線。C取下白紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡。完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是 。 圖4-7-4Oxy 圖4-7-3【變式訓(xùn)練】 如圖4-7-3所示是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，圖4-7-4是實(shí)驗(yàn)后白紙上的軌跡圖。說明圖4-7-4中的兩條坐標(biāo)軸是如何作出的。說明判斷槽口的切線是否水平的方法。實(shí)驗(yàn)過程中需要經(jīng)多次釋放小球才能描繪出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，進(jìn)行這一步驟時(shí)應(yīng)注意什么？【考

4、點(diǎn)二】求平拋運(yùn)動(dòng)的初速度【例2】在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)只在豎直板面上記下了重錘線y的方向，但忘記了平拋的初位置，在坐標(biāo)紙上描出了一段曲線的軌跡，如圖4-7-5所示?，F(xiàn)在曲線上取A、B兩點(diǎn)，量出它們到y(tǒng)軸的距離，AA=x1，BB=x2，以及AB的豎直距離h，用這些可以求出求得小球平拋時(shí)的初速度為多大？ 圖4-7-5AABByhx2x1變式訓(xùn)練在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=1.25cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖4-7-6中a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度為v0 （用L、g表示），其值是 。（g取9.8m/s2） 圖4-7-6

5、abcd【平拋運(yùn)動(dòng)的案例分析】 【例3】如圖4-7-7所示為頻閃攝影方法拍攝的研究物體做平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的照片，圖中A、B、C為三個(gè)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā)的小球。AA為A球在光滑水平面上以速度v運(yùn)動(dòng)的軌跡； BB為B球以速度v被水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡；CC為C球自由下落的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過分析上述三條軌跡可得出結(jié)論： 圖4-7-7AABCCB【變式訓(xùn)練】如圖4-7-8所示，在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端（末端水平）時(shí)撞開接觸開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)自由下落，改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩個(gè)小球總是同時(shí)落地，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后（） BASH圖

6、4-7-8A水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng) B水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)C豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng) D豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)自我檢測(cè)1在“探究平拋物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)原點(diǎn)位置應(yīng)是（設(shè)小球半徑為r）（ ） A斜槽口末端O點(diǎn) B斜槽口O點(diǎn)正上方r處 C槽口O點(diǎn)正前方r處 D小球位于槽末端時(shí)，球心在豎直木板上的水平投影點(diǎn)2在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次須將小球從軌道同一位置無初速釋放（如圖所示），其目的是使小球（） A.拋出后只受重力 B. 拋出后軌跡重合 C.拋出后初速度大小相等 D. 拋出時(shí)的速度方向水平3研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，

7、在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是（）A.保證小球飛出時(shí)速度即不太大，也不太小 B。保證小球飛出時(shí)，初速度水平。C.保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等。 D.保證小球運(yùn)動(dòng)的軌道是一條拋物線4為了探究影響平拋運(yùn)動(dòng)水平射程的因素，某同學(xué)通過改變拋出點(diǎn)的高度及初速度的方法做了6次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：序號(hào)拋出點(diǎn)的高度（m）水平初速度（m/s）水平射程（m）10.2020.4020.2030.6030.4520.6040.4541.250.8020.860.8062.4以下探究方案符合控制變量法的是（）A. 若探究水平射程與高度的關(guān)系，可用表中序號(hào)為1、3、5的實(shí)驗(yàn)

8、數(shù)據(jù)B. 若探究水平射程與高度的關(guān)系，可用表中序號(hào)為2、4、6的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C. 若探究水平射程與初速度的關(guān)系，可用表中序號(hào)為2、4、6的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)D. 若探究水平射程與初速度的關(guān)系，可用表中序號(hào)為2、4、6的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)5如圖所示，用頻閃相機(jī)拍攝“研究物體做平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的照片，圖中A、B、C為三個(gè)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā)的小球AA為A球在光滑水平面上以速度v運(yùn)動(dòng)的軌跡；BB為B球以速度v水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡；CC為C球自由下落的運(yùn)動(dòng)軌跡通過分析上述三條軌跡，可得出結(jié)論（） A. 平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)B. 平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)C. 平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的自由落體運(yùn)動(dòng)和豎

9、直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)D. 平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)6、.某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中忘了記下槽末端的位置O，如圖所示，A為物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位置，根據(jù)圖象求出物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為（g取10m/s2）（） A.10m/s B.10cm/s C.20m/s D.200cm/s7一個(gè)同學(xué)在做研究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，只在紙上記下y軸位置，并在坐標(biāo)紙上描出如下圖所示曲線現(xiàn)在我們?cè)谇€上取A、B兩點(diǎn)，用刻度尺分別量出它們到y(tǒng)軸的距離AA=x1，BB=x2，以及AB的豎直距離h，從而求出小球拋出時(shí)的初速度v0為（） A. B. C. D. 8圖4-7-9為

10、一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5cm，如果取g=10m/s2，那么： 圖4-7-9ABC （1）閃光頻率是 Hz （2）小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是 m/s （3）小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度是 m/s9 如圖所示，兩個(gè)完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上的不同高度處，軌道的末端水平，在它們相同位置上各安裝一個(gè)電磁鐵，兩個(gè)電磁鐵由同一個(gè)開關(guān)控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷開開關(guān)，兩個(gè)小球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)離開圓弧軌道后，A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球進(jìn)入一個(gè)光滑的水平軌道，則： （1）B球進(jìn)入水平軌道后將做_運(yùn)動(dòng)；改變A軌道的高度，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，總能觀察到A球正好

11、砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是：_ （2）若某次兩個(gè)小球相碰的位置恰在水平軌道上的P點(diǎn)處，固定在豎直板上的方格紙的正方形小格邊長(zhǎng)均為5cm，則可算出A鐵球剛達(dá)P點(diǎn)的速度為_m/s（g取10m/s2，結(jié)果保留兩位小數(shù)） 10如圖所示，為“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置 （1）實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：小鋼球，固定有斜槽的木板，坐標(biāo)紙，重錘線，鉛筆，秒表，圖釘 其中不必要的器材是_； （2）某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意了如下事項(xiàng)： A將小鋼球輕輕放在斜槽末端時(shí)，小球能自動(dòng)滾下； B小球每次應(yīng)從斜槽的同一位置由靜止釋放 其中存在問題的是_（填寫選項(xiàng)前字母），應(yīng)該如何調(diào)整：_ （3）正確操作后，該同學(xué)以斜

12、槽末端為坐標(biāo)原點(diǎn)O建立坐標(biāo)系，水平方向?yàn)閦軸，豎直方向?yàn)閥軸，在坐標(biāo)系中描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡在軌跡上選取幾個(gè)不同的點(diǎn)，其中一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)為（x0，y0），則利用x0、y0和當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭，計(jì)算小球做平拋運(yùn)動(dòng)初速度v0的表達(dá)式為v0=_ （4）為了減小由于測(cè)量帶來的誤差，該同學(xué)根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，以y為橫坐標(biāo)（y為豎直方向位移），以x2為縱坐標(biāo)（x為水平方向位移），在坐標(biāo)紙上畫出相應(yīng)的圖象，發(fā)現(xiàn)圖象為過原點(diǎn)的直線這位同學(xué)測(cè)出該直線的斜率為k，則利用k和當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭，計(jì)算小球做平拋運(yùn)動(dòng)初速度v0的表達(dá)式為v0=_ 11某同學(xué)利用圖1所示裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小

13、球水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡，但不慎將畫有軌跡圖線的坐標(biāo)紙丟失了一部分，剩余部分如圖2所示圖2中水平方向與豎直方向每小格的長(zhǎng)度L均為0.10m，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個(gè)點(diǎn)完成下列填空：（重力加速度g取9.8m/s2） （1）若已測(cè)知拋出后小球在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，利用圖中讀取的數(shù)據(jù)求出小球從P1運(yùn)動(dòng)到P2所用的時(shí)間為_，小球拋出后的水平速度為_（均用L、g表示） （2）小球運(yùn)動(dòng)到P2時(shí)的速度為_ （用L、g表示），其值為_m/s12 如圖a是研究小球在斜面上平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，每次將小球從弧型軌道同一位置靜止釋放，并逐漸改變斜面與水平地面之間的夾角，獲得不同的射程x，最后作出了如圖b所示

14、的xtan圖象，則： （1）由圖b可知，小球在斜面頂端水平拋出時(shí)的初速度v0=_實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)超過60后，小球?qū)⒉粫?huì)掉落在斜面上，則斜面的長(zhǎng)度為_m（2）若最后得到的圖象如圖c所示，則可能的原因是（寫出一個(gè)）_課后習(xí)題： 1.在做“探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出一些操作要求，將你認(rèn)為正確選項(xiàng)前面的字母填在橫線上： 。（a）實(shí)驗(yàn)所用的斜槽要盡量的光滑，以減小摩擦（b）通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平（c）每次釋放小球的位置必須相同（d）每次必須由靜止釋放小球（e）記錄小球位置用的木條（或凹槽）每次必須嚴(yán)格地等距

15、離下降（f）小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相碰撞（g）將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線（2） 某同學(xué)在記錄的白紙上畫出小球運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中有一次實(shí)驗(yàn)記錄位置C遠(yuǎn)離他所描好的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析造成這一結(jié)果的可能原因，寫出一種可能性 （3）實(shí)驗(yàn)中測(cè)得A點(diǎn)的坐標(biāo)為（9cm，5cm），根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)求得小球的初速度為 m/s 2.在做“探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是 A游標(biāo)卡尺 B秒表 C坐標(biāo)紙 D天平 E彈簧秤 F重垂線 3.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖4-7-10所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地

16、開鑿出一組平行的插槽（圖4-7-10中、），槽間距離均為。把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上。實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的一同位置由靜止釋放。每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離。實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)，如圖4-7-11所示。 圖4-7-10圖4-7-11 （1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了_。 （2）每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離，是為了_ 。 （3）在圖4-7-11中繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。4.試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸出射初速的實(shí)驗(yàn)方法。提供實(shí)驗(yàn)器材：彈射器（含彈丸，見圖4-7-

17、12）；鐵架臺(tái)（帶有夾具）；米尺。 4-7-12 （1）在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意 。 （2）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量（并在示意圖中用字母標(biāo)出） 。 （3）由于彈射器每次射出的彈丸初速不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法 是 。 （4）計(jì)算公式 。5一個(gè)同學(xué)做“探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，只在紙上記下重錘線y方向，忘記在紙上記下斜槽末端位置，并只在坐標(biāo)紙上描出如圖4-7-13所示的一段曲線。如何只用一把刻度尺算出這個(gè)物體的初速度？根據(jù)下面的提示，把方案的具體內(nèi)容及初速度表達(dá)式表述出來。在曲線上取三點(diǎn)，測(cè)量出相應(yīng)距離。 y圖4-7-13 6利用單擺探究小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖4-7-15（a）所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線