2020高考物理大一輪復(fù)習(xí)新課改省份專用講義第四章第27課時(shí)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)增分課含答案

1、第27課時(shí)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(實(shí)驗(yàn)增分課)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用實(shí)驗(yàn)的方法描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。2用實(shí)驗(yàn)軌跡求解做平拋運(yùn)動(dòng)物體的初速度。二、實(shí)驗(yàn)原理使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，利用描點(diǎn)法描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，建立坐標(biāo)系，測出軌跡曲線上某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，2y1由公式：xv0t和y2gt2，解得v0 xg。三、實(shí)驗(yàn)器材斜槽(帶小球)、木板及豎直固定支架、白紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺。謹(jǐn)記部分器材用途斜槽木板和白紙使小球獲得相同的水平初速度記錄小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的落點(diǎn)位置四、實(shí)驗(yàn)步驟1按實(shí)驗(yàn)原理圖甲安裝實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端水平。2以斜槽水平部分端口上小球球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，過O點(diǎn)畫出豎直的y軸和水平的

2、x軸。3使小球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上，如果小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖，用鉛筆在該位置標(biāo)記為一點(diǎn)。用同樣方法，在小球運(yùn)動(dòng)軌跡上描下若干點(diǎn)。4將白紙從木板上取下，從O點(diǎn)開始連接畫出的若干點(diǎn)描繪出一條平滑的曲線，如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示。五、數(shù)據(jù)處理1判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線(1)原理：若平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線，則應(yīng)以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，且軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)滿足yax2的關(guān)系，且同一運(yùn)動(dòng)軌跡上a是一個(gè)特定的值。(2)驗(yàn)證方法方法一：代入法y用刻度尺測量幾個(gè)點(diǎn)的x、坐標(biāo)，分別代入yax2中求出常數(shù)a，判斷a值在誤差允許的范圍內(nèi)是否為一常數(shù)。方法二：圖像法建立y-x

3、2坐標(biāo)系，根據(jù)所測量的各個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)y值的x2值，在y-x2坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連接各點(diǎn)看是否在一條直線上，并求出該直線的斜率即為a的值。vxg。2計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度(1)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡完整(即含有拋出點(diǎn))1在軌跡上任取一點(diǎn)，測出該點(diǎn)離原點(diǎn)的水平位移x及豎直位移y，就可求出初速度v0。因xv0t，y2gt2，故02y(2)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡殘缺(即無拋出點(diǎn))如圖所示，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，使A、B間及B、C間的水平h動(dòng)的規(guī)律可知，A、B間與B、C間所用時(shí)間相等，設(shè)為t，則hBChAB距離相等，由平拋運(yùn)gt2，所以t，初速度v0thBChABxgxg。hBChAB六、誤差分析1斜槽

4、末端沒有調(diào)節(jié)成水平狀態(tài)，導(dǎo)致初速度未沿水平方向。2坐標(biāo)原點(diǎn)不夠精確等。七、注意事項(xiàng)1固定斜槽時(shí)，要保證斜槽末端的切線水平，保證小球的初速度沿水平方向。2固定木板時(shí)，木板必須處在豎直平面內(nèi)且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在的豎直平面平行，固定時(shí)要用重垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直。3為保證小球每次從斜槽上的同一位置由靜止釋放，可在斜槽上某一位置固定一個(gè)擋板。4要在斜槽上適當(dāng)高度釋放小球，使它以適當(dāng)?shù)乃匠跛俣葤伋?，其軌跡由木板左上角到達(dá)右下角，這樣可以減小測量誤差。5坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)。6計(jì)算小球的初速度時(shí)，應(yīng)選距拋出點(diǎn)稍遠(yuǎn)一些的點(diǎn)為宜，以便于測量和計(jì)算?？挤ㄒ粚?shí)驗(yàn)原理與

5、操作1在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)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(diǎn)的位置必須及時(shí)記錄在白紙上，然后從這一點(diǎn)畫水平線和豎直線作為坐標(biāo)系的x軸和y軸，豎直線是用_來確定的。(3)某同學(xué)建立的直角坐標(biāo)系如圖所示，若他在安裝實(shí)驗(yàn)裝置和其誤，即是_。(4)該同學(xué)在軌跡上任取一點(diǎn)M，測得坐標(biāo)為(x，y)，則初速度的_，測量值比真實(shí)值要_(填“偏大”“偏小”或余操作時(shí)只有一處失測量值為“不變”)。解析：(1)將小球無初速度放置在斜槽末端，若小球靜止不動(dòng)，則表明斜槽末端水平。(2)豎直線是用重垂線來確定的。(3)描繪小球的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)應(yīng)描繪球心的

6、位置，因此坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)在平拋起點(diǎn)的球心位置，即坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)該是小球在槽口時(shí)球心在白紙上的水平投影點(diǎn)。大。12(4)根據(jù)xv0t，y2gt，兩式聯(lián)立得：v0 xg2y，因?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)靠下，造成y值偏小，所以v0比真實(shí)值要偏答案：(1)將小球放置在斜槽末端，小球能保持靜止(2)重垂線(3)坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)該是小球在槽口時(shí)球心在白紙上的水平投影點(diǎn)(4)xg2y偏大2兩個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)：(1)甲同學(xué)采用如圖1所示的裝置，用小錘擊打彈性金屬片，使A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地，改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地

7、，則說明_。(2)乙同學(xué)采用如圖2所示的裝置。兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可視為與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使ACBD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使小鐵球P、Q同時(shí)以相同的初速度v0分別從軌道M、N的末端射出。實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是_。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，則說明_。解析：(1)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)說明兩球具有等時(shí)性，由此說明平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。(2)小鐵球P、Q在水平軌道上相遇

8、，即小鐵球P擊中小鐵球Q。水平方向運(yùn)動(dòng)情況相同，則說明平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。答案：(1)平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)(2)小鐵球P擊中小鐵球Q平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)考法二數(shù)據(jù)處理和誤差分析杭3(2019州質(zhì)檢)如圖所示，用底部帶孔的玻璃試管和彈簧可以組裝一個(gè)簡易“多功能實(shí)驗(yàn)器”。利用該實(shí)驗(yàn)器，一方面能測彈簧的勁度系數(shù)，另一方面可測量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。(1)用甲裝置測量彈簧的勁度系數(shù)k時(shí)需要讀出幾次操作時(shí)的_和_，再由公式_求出每次操作對(duì)應(yīng)的k值，然后求出k的平均值。(2)使用乙裝置測量小球的初速度時(shí)，需要多次將彈簧的右端壓到_(選填“同一

9、”或“不同”)位置，然后分別測出小球幾次飛出后的_和_，再由公式_求出每次實(shí)驗(yàn)小球飛出時(shí)的初速度，然后求出初速度的平均值。F解析：(1)根據(jù)胡克定律Fkx，可得kx，彈簧的勁度系數(shù)可由彈簧的伸長量(或壓縮量)x和彈力即彈簧測力計(jì)的示數(shù)F計(jì)算。(2)此實(shí)驗(yàn)是利用平拋運(yùn)動(dòng)測小球的初速度，因此彈簧右端每次都要壓到同一位置，使小球平拋的初速度恒定，2y1小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向上有xv0t；豎直方向上有y2gt2，解得v0 x后的水平位移x和豎直高度y。g，所以應(yīng)分別測出小球幾次飛出F答案：(1)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F彈簧的伸長量(或壓縮量)xkx(2)同一水平位移x豎直高度yv0 xg2y4(1)在做

10、“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，以下哪些操作可能引起實(shí)驗(yàn)誤差_。A安裝斜槽時(shí)，斜槽末端切線方向不水平B確定Oy軸時(shí)，沒有用重垂線C斜槽不光滑D每次從斜槽同一位置釋放小球(2)如圖所示，在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”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L1.25cm。若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的關(guān)系式為v0_(用L、g表示)，其值是_m/s(取g9.8m/s2)。小球在b點(diǎn)的速率是_m/s(均保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)安裝斜槽時(shí)，斜槽末端切線方向不水平，小球不做平拋運(yùn)動(dòng)，故會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差；確定Oy軸時(shí)，沒有用重垂線，會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差；斜槽不光滑對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，只要讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，保證初速度相等即可，故選A、B。(2)小球在