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1、五、研究平抛运动(一)目的1.描绘出平抛物体的运动轨迹2.根据运动轨迹求出平抛物体运动的初速度(二)器材斜槽、坐标纸、图钉、木板、铅笔、小球、刻度尺、重锤、细线、有孔的卡片(三)原理平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的口由落体运动的合成,利用有孔的卡片确定作平抛运动的小球运动时的若T不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线上任一点的坐标(x,y),利用公式x=v()-t和y=求出小球的水平分速度2劳,即平抛的初速度。(四)步骤1.将斜槽固定在实验桌上,检杏调节斜槽末端至水平.2.用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上,固定竖直
2、木板吋用重锤线检查,使处标纸的竖线应在竖直方向,选择斜槽末端所在的点为处标原点,从处标原点。画出竖肓向下的y轴和水平向右的兀轴(如图实5・1).3.使小球从斜槽的某一固定位置自由滑下,由0点开始做平抛运动.4.先用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后用铅笔较准确地确定小球通过的位置,并在坐标纸上记下这一点.以后依次改变x值,用同样的方法确定其他各点的位置,要注意每次都使小球从斜槽上同一位置开始由静止运动.5.川平滑的曲线把所记下的小球通过的位置连接起來就得出小球作平抛运动的轨迹6.从曲线上选取A、B、C、D、
3、E、F六个不同的点,测出它们的坐标,记录在表内.7.将各位置的坐标gy)分别代入公式%=兀・[昱,计算出小球平抛运动的初2y图实5-1速度,并计算其平均值.(五)数据记录及处理把实验数据填入下面表格,然后计算平抛物体的初速度初速度选取的点坐标(x,y)初速度的平均值V(六)注意事项1.保证斜槽末端点的切线水平,方木板竖直R与小球下落的平面平行,并使小球运动时靠近木板,但不接触.2.小球每次都从斜槽上同一位置山静止滚下.3.小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,应是小球在槽口时,球的重心在木板上的水平投影点.4.小球在斜槽上开始
4、滚下的位置要适当,以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角.5.要选取距。点远些的点來计算小球的初速度,这样可减小误差.(七)例题分析例1:(1998上海)在做“研究平抛物体的运动”的实验中,让小球多次从同一•轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动的轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前而的字母填在横线上.A.通过调节使斜槽末端保持水平B.每次释放小球必须位置不同C.每次必须由静止释放小球D.记录小球的位置川的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离F降E.小球运动时不应与木板上的白纸(或
5、方格纸)相接触F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线解析:此题考查做实验的细节问题和注意事项,只有斜槽末端保持水平,小球才具有水平初速度,其运动才是平抛运动,每次由静止释放小球是为了使小球具启相同的初速度如果小球与木板上的白纸(或方格纸)接触的话,就会改变小球的运动过程,就不是平抛运动了•所以选项A、C、E正确。例2:在“研究平抛运动”的实验小,某同学在建立直角坐标系时,有一处失谋,若他在安装实验装置和进行其余操作时准确无误:(1)观察右图(图实5-2)可知,他的失课之处是;(2)他建立坐标系,运用实验原理测得
6、平抛运动初度值与其真实值相比(填“偏人”“相等”或“偏小”)解析:(1)坐标系原点应建立在止飞离斜槽槽口的小球中心处,即在槽口正上方r(r为小球半径)处,血该同学错误地把坐标原点取在槽口处。(2)如图所示,.正确的坐标系横轴应建立在疋处,原点应取在CT处,在轨迹上取点P,其处标真实值为(疋,)『),测量值为(x,y),K中)4y,x-x.则切=抛运动初速度的测量值比真实值偏人.(八)习题1.如图实5・3所示是在“研究平抛物体的运动”的实验屮记录的一段轨迹.已知物体是从原点O水平抛出,经测量C点的坐标为(60,45)。则平抛物体
7、的初速度y0=m/s,图实5-3物休经过B点时的速度vB=图实5-4nVso、BC图实5-62.某学牛•用频闪照像的方式,在处标纸上记录下被水平抛出的小球的运动情况(如图实5-4),A点不是小球做平抛运动的起点位置,而是小球运动一段吋间后的位置。已知坐标纸上每小格的边长为5cm,不计空气阻力,g取10m/s2o贝U照相机两次闪光的时间间隔At=s,小球被抛出的水平速度v=m/so1.在“研究平抛运动”的实验中,如图实5・5用一张卬有小方格的纸记录轨迹,小方格边长L=1.25cm,若小球在平抛运动屮的几个位置如图屮b、c、d所
8、示,则小球平抛运动的初速度计算式为巾=(用厶g表示),其值是•(g=9.8m/s2)2.如图实5・6所示,在“研究平抛物体的运动”的实验中,某同学按要求描绘出了小球做平抛运动过程屮的三个点A、3、C,并利用刻度尺量出了三点的坐标依次是A(0.369,0.112)、B(0.63