必修二 实验总结 平抛运动实验处理技巧

O 125
x /cm
y /cm
80 60 100
80 45 c
b
a
平抛运动实验处理技巧
1、实验中的关键点：（1）斜槽________________；（2）小球________________；（3）小球在运动过程中_______________。

2、水平方向匀速运动Δx=vT,竖直方向：自由落体运动：Δy=gT 2,
【典型例题】如图是某次实验中用频闪照相方法拍摄的小球（可视为质点）做平抛运动的闪光照片。

如果图中每个方格的边长l 表示的实际距离和闪光频率f 均为已知量，那么在小球的质量m 、平抛的初速度大小v 0、小球通过P 点时的速度大小v 和当地的重力加速度值g 这四个未知量中，利用上述已知量和图中信息
A ．可以计算出m 、v 0和v
B ．可以计算出v 、v 0和g
C ．只能计算出v 0和v
D ．只能计算出v 0和g
〖练习〗1．(1)在“研究平抛物体的运动”实验中,下列哪些因素会使实验误差增大( )
A ．小球与斜面间有摩擦
B ．安装斜糟时其末端切线不水平
C ．建立坐标时，x 轴、y 轴正交，但y 轴不够竖直
D ．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O 较远
（2）某同学做该实验时得到如图所示的图象。

点和数据已标出， 则平抛小球的初速度为____________。

（2s /m 10g ） 2、（1）如图所示是某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到的物体运动轨迹的一部分，O 、a 、b 、c 是运动轨迹上的四点，以O 点为坐标原点建立直角坐标系（轨迹和坐标轴上的虚线表示有所省略），a 、b 、c 三点的坐标如图，
则小球平抛的初速度v 0(g=10m/s 2
) ，下列说法正确的是：（ ）
A ． a 、b 、c 相邻两点的时间间隔为1秒
B ． 小球平抛的初速度是v 0=2m/s
C ． O 点是开始做平抛运动的抛出位置
D ． O 点不是开始做平抛运动的抛出位置
3．在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是＿＿＿＿＿（ ）
A ．游标卡尺
B ．秒表
C ．坐标纸
D ．天平
E ．弹簧秤
F ．重垂线 实验中，下列说法正确的是＿＿＿＿＿＿＿（ ）
A ．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B ．斜槽轨道必须光滑 C
．斜槽轨道末端可以不水平
D ．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
E ．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
4．某同学设计了一个研究平抛运动的实验，实验装置示意图如图甲所示，A 是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图甲中P0P0'、P1P1'、…），槽间距离均为d 。

把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B 上。

实验时依次将B 板插入A 板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。

每打完一点后，把B 板插入后一槽中并同时向
纸面内侧平移距离d 。

实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图乙所示。

⑴实验前应对实验装置反复调节，直到＿＿＿＿＿＿＿＿。

每次让小球
从同一位置由静止释放，是为了＿＿＿＿＿＿＿。

⑵每次将B 板向内侧平移距离d ，是为了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑶图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹。

5.在研究平抛运动的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线y 的方向，但忘记记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图所示，他在曲线上取A 、B 两点量出它们到y 轴的距离，'AA =x 1，'BB =x 2，以及AB 的竖直距离h ，用这些量可以求得小球平抛时的初速度为多少？
“探究合外力做功与物体动能变化关系”与“机械能守恒”两个实验
【主要考查点】
1、实验器材
2、该实验的注意事项实验步骤
3、数据处理
4、误差分析
【例1】在“探究外力做功与物体动能变化关系”实验中。

(1)实验室提供了以下实验器材：铁架台、打点计时器、纸带、重锤(质量已知)，为顺利完成本实验，你还需要的器材有： ；(选填字母代号)
A 、天平
B 、弹簧秤
C 、刻度尺
D 、秒表
(2)实验室中有两种重锤，重锤A 质量为50g ，重锤B 质量为200g ，应选用 ；(选填字母代号) (3)实验中获得如下图所示纸带，若取g=10m/s 2，完成下列数据。

v B = m/s ，v E = m/s 。

若重锤的质量是m ，从B 到E 过程中，重锤动能变化量△E k = ；重力对重锤所做的功W= 。

△E k 与W 的大小关系是△E k W(选填“>”、“=”或“<”) (4)实验中产生误差的主要原因是 .
【例2】某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”的实验装置如图7（甲）所示。

（1）请指出实验装置中存在的明显错误： 。

（2）进行实验时，为保证重锤下落时初速为零，应 （选填A 或B ）。

A ．先接通电源，再释放纸带
B ．先释放纸带，再接通电源
（3）根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图（乙）示。

已测出点1、2、3、4到打出的第一个点O 的距离分别为h 1、h 2、h 3、h 4，打点计时器的打点周期为T 。

若代入所测数据能满足表达式gh 3 = ，则可验证重锤下落过程机械能守恒（用题目中已测出的物理量表示）。

'
A '
B A
B
x 1
x 2
0.61 0.99 1.38 1.77 2.15 0 A B C D E 单位：cm
F
图7
（甲）
打点计时器
纸带
重物
直流 交流
O
h 1
h 3
h 2
4 3
2 1
h 4 （乙）
【例3】在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图8（甲）的实验装置。

（1）实验时为了保证小车受到的合外力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，在沙和沙桶的总质量m 与小车的质量M 的关系必须满足m << M 的同时，实验时首先要做的步骤是 。

（2）如图9（乙）为实验中打出的一条纸带，选取纸带中的A 、B 两点来探究恒力做功与动能改变的关系，测出A 、B 两点间距s 和速度大小v A 、v B 。

已知砂和砂桶的总质量m ，小车的质量M ，重力加速度g 。

则本实验要验证的数学表达式为 。

（用题中的字母表示实验中测量得到物理量）。

【例4】在“验证机械能守恒”的实验中，有下述A 至F 六个步骤： A ．将打点计时器竖直固定在铁架台上 B ．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落 C ．取下纸带，更换新纸带，重新做实验
D ．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带，让重物靠近打点计时器
E ．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h 1、h 2、h 3、……n h 。

，计算出对应的瞬时速度1v 、2v 、3v 、…、
n v
F ．分别计算出
21
2
n mv 和n mgh ，在误差范围内看是否相等 (1) 以上实验步骤按合理的操作步骤排序应是_____________. (2 ) 计算表明，总有
21
2
n mv n m g h (填“>” “＝”或“<”)，原因是 ． 【例5】在用自由落体运动做探究外力做功与物体动能变化关系的实验中，用50Hz 的打点计时器打出一条纸带，如图7所示，O 点为纸带中的一点，OA 之间比较模糊，另选取的计数点为A 、B 、C 、D （每相邻两点为一计数点），其各计数点到O 点的长度已在图上标出，单位为毫米,若重锤质量为m 。

打点计时器
实验小车
接电源
纸带
带有定滑轮的长木板
细线
砂桶
（甲）
A
B
s
图8
（乙）
v
①打点计时器打出B 点时，重锤下落的速度v B = m/s ，重锤的动能E kB = J。

②若已求得D 点对应的速度为D v ，测出重物下落的高度为BD h ，则还应计算 与 大小是否相等（填字母表达式）。

三、平抛运动
1、定义：
2、特点：_______________________
3、性质：平抛运动是___________运动。

4、规律：
5、平抛运动飞行时间：
(1)已知下降高度h ，则飞行时间为t=______________。

(2) 已知合速度方向与水平方向夹角为α，则飞行时间为t=______________。

(3) 已知合位移方向与水平方向夹角为β, 则飞行时间为t=______________。

6、特殊结论：
（1）速度该变量____________________________ （2）任意时刻的速度方向_________________。

典型例题4如图所示，飞机离地面高度为H ＝500m ，水平飞行速度为v 1＝100m/s ，追击一辆速度为v 2＝20 m/s 同向行驶的汽车，欲使炸弹击中汽车，飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹？(g=10m/s 2)
〖练习〗1.关于平抛运动，下列说法中正确的是 A 、平抛运动都是加速度不变的运动
B 、平抛运动的水平射程只决定于初始位置的高度，而与抛出速度无关；
C 、平抛运动的水平射程只决定于初速度的大小，而与抛出高度无关；
D 、平抛运动的速度和加速度方向都是在不断变化的。

2．如右图，在同一竖直面内，小球a 、b 从高度不同的两点(ha>hb)，分别以初速度va 和vb 沿水平方向抛出，经过时间ta 和tb 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点。

若不计空气阻力，下列关系式正确的是 A ．ta ＞tb ，va ＜vb B ．ta ＞tb ，va ＞vb C ．ta ＜tb ，va ＜vb D ．ta ＜tb ，va ＞vb
3．做平抛运动的物体，初速度为v 0＝15m/s ，当物体在竖直方向的速度与水平速度的数值相等时，这个物体运动的时间为________s ，当物体在竖直方向的位移与水平方向的位移数值相等时，这个物体运动的时间为________s. 4、如右图所示，在倾角为θ的斜面顶端P 点以初速度v 0
水平抛出一个小球，最后落在斜面上的Q 点，求小球在空中运动的时间以及P 、Q 间的距离．
5、以初速度v 0水平抛出一个小球，最后垂直落在倾角为θ的斜面上，求小球在空中运动的时间．
6、关于平抛运动，下列说法正确的是（ ） A ．是匀变曲线速运动 B ．是变加速曲线运动
C ．任意两段时间内速度变化量的方向相同
D ．任意相等时间内的速度变化量相等
7、将一小球从距地面h 高处，以初速度v 0水平抛出，小球落地时速度为 v,它的竖直分量为Vy, 则下列各式中计算小球在空中飞行时间t 正确的是 （ ）
A
． B ．
C ．
D ． g v v y o /)(-y v h /2g v v o /)(22-g h /2。