研究平抛运动实验

1.在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材:
白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁
架台，还需要下列器材中的( C )
A.秒表 B.天平 C.重垂线
D.测力计
2.在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽 滚下的初始位置不同，则正确的是 ( ABD) A. 小球平抛的初速度不同 B. 小球每次做不同的抛物线运动 C. 小球在空中运动的时间均不同 D. 小球通过相同的水平位移所用时间均不同
图1
（1）实验前应对实验装置反复调节, 直到_斜__轨__末__端__切__ __线__水__平__,_A_板__水__平__,__插__槽__P_0__P_0_′_垂__直__斜__轨__并__在__斜__轨__末____ _端__正__下__方___, 每次让小球从同一位置由静止释放, 是为 了_使__小__球__每__次__做__平__抛__运__动__的__初__速__度__相__同___。 （2）每次将B板向内侧平移距离d, 是为了_使__记__录__纸__上__ _每__两__点__之__间__的__水__平__距__离__等__于__小__球__在__水__平__方__向__实__际__运__动__的_ _距__离___。
四、平抛运动的初速度计算
1.记住原点 O x y
x
y 1 gt 2 t 2 y
2
g
x
v0t
v0
x t
y
2.没有记住原点,v0如何求？
O
x1
(y2 y1 ) y1 gT2 y1
v0
x2 T
x1
y2
x2
பைடு நூலகம்
x
y
例1.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次 沿同一轨道运动，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轨迹，下面列出了一些操 作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上: ＿A＿CE＿ A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置必须不同 C．每次必须由静止释放小球 D．记录小球位置用的木条(或凹槽) 每次必须严格地等距离下降 E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)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
5.注意事项 (1)斜槽末端的切线必须水平。 (2)方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖 直平面平行, 并使小球的运动靠近图板但不接触。 (3)坐标原点(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球心在木板上的水平投影点。
(4)如果是用白纸, 则应以小球在槽口时球的球心在木板 上的水平投影点为坐标原点, 在斜槽末端悬挂重垂线, 先根据重垂线方向确定y轴方向, 再用直角三角板画出水 平线作为x轴, 建立直角坐标系。 (5)每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始滚下。 (6)要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速 度, 这样可使结果的误差较小。
位置坐标如图所示，当g＝10 m/s2时，下列说法正确的是
A.小球抛出点的位置坐标是(0，0)
（ BD ）
B.小球抛出点的位置坐标是(-10，-5)
C.小球平抛初速度为2m/s
D.小球平抛初速度为1m/s
6.在做“研究平抛物体的运动”这一实验时, 下面哪些说 法是正确的( AB ) A.安装弧形槽时, 必须使槽的末端的切线方向保持水平 B.进行实验时, 每次都要让小球从同一位置由静止释放 C.小球与槽的摩擦不可避免, 但这不影响实验结果 D.为了得到实验结果, 不要忘记用天平称出小球的质量
在误差允许范围内, 四段位移近似相等
四段位移所用时 间相等
在水平方向,相等 时间内的位移相等
平抛运动在水平方 向的分运动是匀速 直线运动
平抛运动可分解为水平方 向的匀速直线运动和竖直 方向的自由落体运动
a b c
d
8.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1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。等打完一点后, 把B板插入后一槽中并同时向 纸面内侧平移距离d。
1.3 实验：研究平抛运动
1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。 2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。 3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
复习回顾
平抛运动: 物体以一定的水平速度抛出后, 只在重力作用 下的运动。
平抛运动的规律:
水平方向: 竖直方向:
匀速直线运动, x v t 0
自由落体运动, y 1 gt 2 2
7.在研究平抛物体运动的实验中, 用一张印有小方格的 纸记录轨迹, 小方格的边长l＝1.25cm, 若小球在平抛运 动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示, 则 小球平抛的初速度的计算式为v0＝＿2＿g＿l ＿ (用l、g表示), 其值是__0_._7_0_m__/_s____ (g取9.8m／s2)。
3.在研究平抛运动的实验中, 让小球多次从斜 O
槽上滚下, 在白纸上依次记下小球的位置, 甲
和乙得到的记录纸分别如图所示, 从图中明显
甲
看出甲的实验错误是____斜__槽__末__端__不__水__平_____, O
乙的实验错误是_每__次__释__放__小__球__的__高__度__不__同____。
值, 利用公式 y 1 g t 2 求出小球飞行时间t = 2 y , 再利用
2
g
公式
, 求出小球的水平分速度
做平抛x 运 v动t 的初速度。
v=x
g , 即为小球
2y
3.实验步骤
（1）安装调整斜槽: 用 图钉把白纸钉在竖直板上， 在木板的左上角固定斜槽， 可用平衡法调整斜槽，即 将小球轻放在斜槽平直部 分的末端处，能使小球在 平直轨道上的任意位置静 止，就表明斜槽已调好。
一、水平方向的运动规律 实验设计
观察结果:两球相撞
【实验结论】: 平抛运动水平方向的运动 是匀速直线运动
二、竖直方向的运动规律
观察结果:两球同时落地 【实验结论】 平抛运动竖直方向的运动 是自由落体运动
三、描绘平抛运动的轨迹 探究思路: 1.设法通过实验得到平抛运动的轨迹， 2.在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所到达的位置， 3.测量两相邻位置间的水平、竖直位移，分析这些位移的特 点.
（4）描绘运动轨迹: 在木板的 平面上用手按住卡片，使卡片 上有孔的一面保持水平，调整 卡片的位置，使从槽上滚下的 小球正好穿过卡片的孔，而不 擦碰孔的边缘。
用铅笔在卡片缺口处的白 纸上点个黑点, 这就在白纸上 记下了小球穿过孔时球心所对 应的位置。
保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑, 用同样的方法, 可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
1.实验器材 斜槽、小球、木板、坐标纸、图钉、铅垂线、直尺、三角 板、铅笔等。
2.实验原理
平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动: 一 个是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由 落体运动。令小球做平抛运动，利用描点法描出小球的运 动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。
测出曲线上某一点的坐标x和y, 根据重力加速度g的数
乙
4.下列哪些因素会使本实验的误差增大 （ BC ） A. 小球与斜槽之间有摩擦 B. 建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 C. 安装斜槽时其末端不水平 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
5.在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动
途中的A、B.C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的
（2）调整木板: 用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖 直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把 重垂线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重 复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。 （3）确定坐标原点O: 把小球放在槽口处， 用铅笔记下球在槽口 时球心在坐标纸纸上 的水平投影点O，O即 为坐标原点。