試驗(yàn)五探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

1、實(shí)驗(yàn)五探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用實(shí)驗(yàn)的方法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡2根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡求其初速度二、實(shí)驗(yàn)原理1用描跡法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡2建立坐標(biāo)系，測(cè)出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y，根據(jù)xv0t，ygt2得初速度v0x· .三、實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小球、方木板、鐵架臺(tái)、白紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺四、實(shí)驗(yàn)步驟1安裝調(diào)平：裝帶有斜槽軌道的木板固定在實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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(shí)球心所在木板上的投影點(diǎn)O

2、，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿重垂線的方向畫出過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的豎直線，作為y軸，過(guò)O點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(guò)的位置，并在坐標(biāo)紙上用鉛筆記下該點(diǎn)用同樣的方法確定軌跡上其他各點(diǎn)的位置4描點(diǎn)得軌跡：取下坐標(biāo)紙，將坐標(biāo)紙上記下的一系列點(diǎn)，用平滑曲線連起來(lái)，即得到小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡五、數(shù)據(jù)處理1計(jì)算初速度：在小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上選取分布均勻的六個(gè)點(diǎn)A、B、C，D、E、F，用刻度尺、三角板測(cè)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(yùn)動(dòng)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(yàn)證軌跡是拋物線：拋物線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為yax2，將某點(diǎn)(如B點(diǎn))的坐標(biāo)x、y代入上式求出常數(shù)a，再將其他點(diǎn)的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立，若等式對(duì)各點(diǎn)的坐標(biāo)近似都成立，則說(shuō)明所描繪得出的曲線為拋物線六、誤差分析1斜槽末端沒(méi)有調(diào)水平，小球離開斜槽后不做平拋運(yùn)動(dòng)2確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)不準(zhǔn)確3量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確七、注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)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(dòng)一次，看其是否有明顯的運(yùn)動(dòng)傾向)2方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時(shí)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(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)5小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球平拋運(yùn)動(dòng)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(diǎn)O點(diǎn)較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)來(lái)計(jì)算初速度八、獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的其他方法1噴水法如圖1，倒置的飲料瓶?jī)?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(gè)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?jī)?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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖2所示由于相鄰兩幀照片間的時(shí)間間隔是相等的，只要分別測(cè)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(yùn)動(dòng)水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)例1(1)在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為不 圖2正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上_A通過(guò)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(diǎn)連成折線(2)某同學(xué)在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，忘記記下小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置O，A為物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位置，根據(jù)圖3所示，求出物體做平拋運(yùn)動(dòng)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(cè))如圖4所示，在用斜槽軌道做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)讓小球多次沿 圖3同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡圖4(1)為了能較準(zhǔn)確地描出運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，不正確的是()A通過(guò)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)軌跡上的幾個(gè)點(diǎn)，已知方格邊長(zhǎng)為L(zhǎng).則小球的初速度v0_，B點(diǎn)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(yùn)動(dòng)規(guī)律的照片，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(guò)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(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：如圖7所示，用小錘擊打彈性金屬片，使A球水平飛出，同時(shí)松開B球，使其做自由落

8、體運(yùn)動(dòng)，結(jié)果兩球同時(shí)落到地面這個(gè)實(shí)驗(yàn)()A只能說(shuō)明上述規(guī)律中的第條 圖7B只能說(shuō)明上述規(guī)律中的第條C不能說(shuō)明上述規(guī)律中的任何一條D能同時(shí)說(shuō)明上述兩條規(guī)律2如圖8所示，為通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的一條平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，在豎直坐標(biāo)軸y上，從原點(diǎn)開始 向下任取一個(gè)坐標(biāo)為h的點(diǎn)，再找到坐標(biāo)為4h,9h,16h，的點(diǎn)，過(guò)這些點(diǎn)做水平線，與軌跡分別相交于A、B、C各點(diǎn)，交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為OA，OB，OC，用直尺量得OAABBC，這說(shuō)明 () 圖8A因?yàn)樾∏驈腛到A、A到B、B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不等，所以平拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向的分運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)B因?yàn)樾∏驈腛到A、A到B、B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間在增加，所以平拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向的分運(yùn)動(dòng)是減

9、速運(yùn)動(dòng)C因?yàn)樾∏蜓刎Q直方向的分運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中從O到A、A到B、B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都是相等的，故平拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)D由于小球沿豎直方向的分運(yùn)動(dòng)不是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以平拋運(yùn)動(dòng)沿水平的分運(yùn)動(dòng)不是勻速直線運(yùn)動(dòng)3在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(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(diǎn)和過(guò)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，用平滑曲線畫出平拋運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是_4在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(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x軸和y軸，豎直線是用_來(lái)確定的(3)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到的軌跡是否準(zhǔn)確的一般方法是：在水平方向從起點(diǎn)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(diǎn)，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(shí)驗(yàn)裝置和進(jìn)行其他操作時(shí)都準(zhǔn)確無(wú)誤，只有一處失誤，即是_(5)該同學(xué)在軌跡上任取一點(diǎn)M，測(cè)得坐標(biāo)為(x，y)則初速度的測(cè)量值為_，真實(shí)值為_圖95試

11、根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理，設(shè)計(jì)“測(cè)量彈射器射出的彈丸初速度”的實(shí)驗(yàn)方法，提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：彈射器(含彈丸，如圖10所示)；鐵架臺(tái)(帶有夾具)；米尺(1)畫出實(shí)驗(yàn)示意圖；圖9(2)在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意：_；(3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法是_；(5)計(jì)算公式：_.6某同學(xué)用圖11甲所示裝置做“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)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(zhǎng)度均代表0.10 m，P1、P2和P3是軌跡圖

12、線上的3個(gè)點(diǎn)，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(cè)知拋出后小球在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，利用(1)中讀取的數(shù)據(jù)，可求出小球從P1運(yùn)動(dòng)到P2所用的時(shí)間為_ s，小球拋出后的水平速度為_ m/s(均可用根號(hào)表示)7在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L1.6 cm，若小球的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡中的幾個(gè)位置如圖12中的a、b、c、d所示，則小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度的計(jì)算式為v0_(用L、g表示)，其值是_(g10 m/s2)小球在b點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡所在豎直面平行(2)BAC4(1)將小球放在端點(diǎn)處，看它是否滾動(dòng)(2)重垂線(3)13(4)將坐標(biāo)原