高三物理一輪復(fù)習(xí) 第4章6實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)課件 新人教版（安徽專用）

6 6 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)1.實(shí)驗(yàn)步驟操作的規(guī)范性 下面是利用教材中的裝置做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)步驟，在這些實(shí)驗(yàn)步驟中有錯(cuò)誤或不足，需要修改的是 ，將這些實(shí)驗(yàn)步驟按正確的順序排列為 .A.從斜槽上某一點(diǎn)釋放小球，它離開槽后在空中做平拋運(yùn)動(dòng).在小球運(yùn)動(dòng)軌跡的某處用帶孔的卡片迎接小球，使小球恰好從孔中央通過(guò)而不碰到邊緣，然后在白紙上記下孔中央的位置;B.以斜槽末端作為平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)O，在白紙上標(biāo)出O的位置;C.取下白紙，在紙上畫出與豎直線Oy垂直的水平線Ox;D.用光滑曲線把記錄小球通過(guò)的位置的若干點(diǎn)連接起來(lái)，就得到了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.由于確定各點(diǎn)位置時(shí)有誤差，所畫的曲線可不通過(guò)個(gè)別偏差大的點(diǎn)，但必須保證曲線光滑，不能有小范圍的凸起和凹陷;E.從斜槽上不同點(diǎn)釋放小球，用步驟A的方法確定平拋軌跡上的其他點(diǎn);F.在曲線上取幾個(gè)點(diǎn)(不必是步驟A、E中確定的點(diǎn))，測(cè)出它們的坐標(biāo)x、y，分別求出小球的初速度，最后算出平均值作為實(shí)驗(yàn)測(cè)出的平拋運(yùn)動(dòng)的初速度;G.靠目測(cè)在紙上畫出過(guò)O點(diǎn)向下的豎直線Oy;H.將白紙用圖釘釘在豎直的木板上，在木板的左上角固定斜槽.【答案】 B中O點(diǎn)應(yīng)是球心的位置而不應(yīng)以末端為平拋起點(diǎn)；E中應(yīng)讓小球每次從斜槽上同一點(diǎn)釋放；G中Oy不能靠目測(cè)，應(yīng)由重垂線確定Oy軸；H中還應(yīng)檢驗(yàn)斜槽末端的切線是否水平. H、G、B、A、E、C、D、F. 在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，讓小球依次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能夠準(zhǔn)確地描繪出運(yùn)動(dòng)的軌跡，下面列出了一些操作要求，你認(rèn)為正確的選項(xiàng)有( )A.通過(guò)調(diào)節(jié)，使斜槽的末端的切線保持水平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)與木板上的坐標(biāo)紙相接觸E.記錄小球位置用的凹槽每次必須嚴(yán)格地等距離下降F.將球位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線答案：答案：ABCD 2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理 在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)記錄了運(yùn)動(dòng)軌跡上三點(diǎn)A、B、C，如圖4-6-2所示，以A為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系，各點(diǎn)坐標(biāo)值已在圖中標(biāo)出，求：(1)小球平拋初速度大??；(2)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初始位置坐標(biāo).圖圖4-6-2 平拋運(yùn)動(dòng)中，在水平方向上，相同時(shí)間通過(guò)的水平分位移相等，豎直方向上，從拋出時(shí)刻開始算起，連續(xù)相等時(shí)間間隔的位移比為y1 y2 y3 yn=1 3 5 (2n-1).連續(xù)相等時(shí)間間隔位移差為一常數(shù)即y=gT2.利用平拋物體兩分運(yùn)動(dòng)的這些特點(diǎn)，就可以求解已知平拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡而確定初速度及拋出點(diǎn)坐標(biāo)問(wèn)題.(1)由A、B、C三點(diǎn)橫坐標(biāo)知，小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)和從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)間相等，設(shè)該時(shí)間為T，小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，由y=gT2得：(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律：一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.物體經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度vBy=0.250.15s0.1s10yTg00.10m/s=1.0m/s0.1xvT0.40m/s=2.0m/s0.20設(shè)從拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間為t，則從拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用時(shí)間為t1=t-T=(0.20-0.10)s=0.10s在t1時(shí)間內(nèi)小球的水平位移為xA=v0t1=1.00.10m=0.10m=10cm豎直位移由題中所建立的坐標(biāo)系得出拋出點(diǎn)坐標(biāo)為(-10cm，-5cm)2.0=s=0.20s10Byvtg22111=10 (0.10) m=0.050m=5cm22Aygt 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖4-6-3.在水平桌面上放置一個(gè)斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過(guò)桌邊后便做平拋運(yùn)動(dòng).在鋼球拋出后經(jīng)過(guò)的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過(guò)豎直標(biāo)尺讀出，木板可以上下自由調(diào)節(jié).在木板上固定一張白紙.該同學(xué)在完成裝置安裝后進(jìn)行了如下步驟的實(shí)驗(yàn)：圖圖4-6-3A.實(shí)驗(yàn)前在白紙上畫一條直線，并在線上標(biāo)出a、b、c三點(diǎn)，且ab=bc，如圖.量出ab長(zhǎng)度L=20.00cm.B.讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中a點(diǎn)，記下此時(shí)木板與桌面的高度差h1=h.C.讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中b點(diǎn)，記下此時(shí)木板與桌面的高度差h2=h+10.00(cm).D.讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中c點(diǎn)，記下此時(shí)木板與桌面的高度差h3=h+30.00(cm). 則該同學(xué)由上述測(cè)量結(jié)果即可粗測(cè)出鋼球的平拋初速度大小v0= m/s，鋼球擊中b點(diǎn)時(shí)其豎直分速度大小為vby= m/s.已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=10m/s2，空氣阻力不計(jì).2.01.53.實(shí)驗(yàn)原理或方法的遷移與創(chuàng)新 利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖4-6-4(a)所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)，懸點(diǎn)到木板的距離OO=h(hL).(1)電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是： . 圖圖4-6-4(2)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，OC=x，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0= .(3)在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角，小球落點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離x將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以x2為縱坐標(biāo)、cos為橫坐標(biāo)，得到如圖4-6-4(b)所示圖象.則當(dāng)=30時(shí)，x為 m；若懸線長(zhǎng)L=1.0m，懸點(diǎn)到木板間的距離OO為 m. (1)電熱絲P放在懸點(diǎn)正下方，是因?yàn)楫?dāng)小球擺到最低點(diǎn)時(shí)，懸線剛好被燒斷，以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng).(2)由x=v0t， ，得：212hLgt0.2()gvxhL (3)由x2-cos圖象可知：x2=2-2cos，當(dāng)=30時(shí)，代入上式得x=0.52m，當(dāng)cos=0時(shí)，x2=2m2，即當(dāng)= 時(shí)，x= m，小球在最低點(diǎn)的速度 所以 代入數(shù)值得：h=1.5m.222122vgLhLgt，22hLxgLg，