实验5 研究平抛物体的运动
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实验研究平抛物体的运动平抛运动是物理学中一个经典的运动模型。
它描述的是一个物体在水平方向上以一定初速度沿着弧线运动的过程。
通过实验研究平抛物体的运动,我们可以更深入地了解平抛运动的特性和相关定律,例如平抛物体的位移、速度、加速度等。
为了研究平抛物体的运动,我们可以进行如下实验:实验材料:1.平抛物体(例如小球、飞镖等)2.水平台面3.铅垂直平台4.视频摄像机5.计时器或计数器6.尺子或标尺7.实验记录表格实验步骤:1.在水平台面上设置一个水平线作为参考线。
2.使用铅垂直平台,将平抛物体放置在参考线的上方,并以一定的角度向平台面投掷物体。
调整角度和初速度,使物体被平台面成功接住,并且在水平方向上进行平抛运动。
3.使用视频摄像机在平台面上方录制物体的运动过程。
确保摄像机的位置和角度适当,以便能够准确地观察和测量物体的运动。
4.使用计时器或计数器来记录物体的运动时间。
开始记录时间的参考点可以是物体离开投掷者手中的瞬间,或者是物体经过参考线的瞬间。
5.分析录制的视频,观察物体在平抛运动中的各个时刻的位置和速度,并记录在实验记录表格中。
6.使用尺子或标尺来测量物体在水平方向上的位移。
从物体的出发点到各个时刻的位移可以通过视频中物体在参考线上的投影的长度来测量。
7.根据物体的位移和运动时间计算物体的平均速度和加速度,并记录在实验记录表格中。
实验结果的分析和讨论:-对于相同的初始速度和角度,不同物体的运动轨迹是否一致?如果不一致,是什么原因导致的?-是否存在一个最佳的角度使物体的水平位移最大化?如何找到这个最佳角度?-物体的初速度对位移和时间的影响是怎样的?-平抛物体在飞行过程中的速度是否保持不变?如果不变,速度如何随时间变化?-平抛物体的加速度是否为零?如果不是,加速度在哪些时刻和位置发生变化?通过实验研究平抛物体的运动,可以帮助我们对平抛运动的特性和规律有更深入的理解。
实验中的数据和结果可以与理论模型进行比较,以验证和确认已知的物理定律和公式在该实验条件下的适用性。
5-4 实验 研究平抛运动一、教案目标1、知道平抛运动的条件及相应控制的方法2、知道用实验获取平抛运动轨迹的方法3、知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法4、知道测量初速度时需要测量的物理量5、会推导平抛初速度的表达式,会计算平跑运动的初速度二、教案重点:描绘平抛物体运动的轨迹。
三、教案难点: 根据运动轨迹求平抛物体的初速度。
四、问题设计:1、怎样用实验的方法获取平抛运动的轨迹?2、如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线?3、怎样计算平抛物体的初速度?五、教案方法:看书、讨论、实验研究、归纳、总结六、教案过程:1、如何判断平抛运动的轨迹是否为抛物线?假定上面的是某物体做平抛运动的轨迹,那么在X 轴上做出等距离的几个点及轨迹上对应的各点,用刻度尺测量各点的x 、y 两个坐标,带入y=ax 2,即可判断物体的轨迹是否为抛物线。
2、怎样计算平抛物体的初速度?平抛运动可以看作水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合成,则有O yx y 3在以抛出点0为原点的平面直角坐标系中,用铅笔试碰描迹法描绘出小球做平抛运动的轨道曲线。
测出曲线上某一点的坐标(x、y>,利用y=1/2gt2求出运动时间t,求出小球做平抛运动的初速度v0==x。
由此可见为了测量平抛运动的初速度,需要在实验中测量哪些物理量?3、怎样用实验的方法获取平抛运动的轨迹?方案一:⑴实验器材斜槽,金属小球,木板(附竖直固定支架>,坐标纸,图钉,刻度尺,重锤线,铅笔。
⑵实验步骤1.将斜槽放在实验桌上,其末端伸出桌面外,调节末端使其切线水平后固定。
<检查斜槽末端部分是否水平的方法:若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置,小球都不滚动,则可以认为斜槽末端水平,也可将小球放在斜槽末端,轻轻将其向两边拨动各一次,看其是否有明显的运动倾向。
精细的检查方法是用水平仪调整。
)2.用图钉把坐标纸钉在木板上,让木板竖直固定,其左上方靠近槽口,用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直,整个实验装置如图所示。
实验探究平抛运动的特点探究平抛运动的特点。
根据运动的合成与分解原理,平抛运动可看作沿竖直方向和水平方向的两个分运动的合运动。
在水平和竖直两个方向中,先研究其中一个方向的运动规律,再设法分析另外一个方向的运动规律。
1.探究平抛运动竖直分运动特点的实验器材:小锤一个、两个相同的小铁球、平抛竖落仪一个。
2.探究平抛运动水平分运动特点的实验器材:斜槽、钢球、白纸、复写纸、铅垂线、铅笔、平抛铁架台(有背板及水平放置的可上下调节的挡板)。
1.探究平抛运动竖直分运动的特点如图甲所示,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,做平抛运动;同时B球被松开,自由下落。
A、B两球同时开始运动。
观察两球哪个先落地。
分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重复这个实验。
实验时,也可以用耳朵“听”来判断两球落地时刻的先后。
2.探究平抛运动水平分运动的特点在图乙所示的装置中,斜槽M末端水平。
钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动。
在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N,钢球飞出后,落到挡板上。
实验前,先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。
钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。
上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
最后,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球做平抛运动的轨迹。
1.平抛运动竖直方向分运动的特点观察发现,A、B两球同时落地。
改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,重复实验时,两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小发生改变,但A、B两球总是同时落地。
说明A球在竖直方向的分运动与B球完全相同,平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。
2.平抛运动水平方向分运动的特点以小球出槽口时球心在白纸上的投影点为坐标原点,以水平方向为x轴,以竖直方向为y轴,建立坐标系。
因为平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,所以从起点开始,相邻相等时间间隔的竖直分位移之比为1∶3∶5∶…,据此可确定相等的时间间隔小球所在的位置,在x轴上从O点起,量出相等时间间隔内的水平位移,可知各段位移相等,故平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
五、研究平抛运动1、用如图所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”的实验?(1)安装实验装置的过程中,斜槽M的末端切线必须是水平的,这样做的目的是____ A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线(2)实验中,为了能较准确地描绘小球的平抛运动轨迹,下列操作,你认为正确的是__;A.每次释放小球的位置可以不同B.每次必须由静止释放小球C.记录小球位置用的倾斜挡板N每次必须严格地等距离下降D.小球运动时不应与背板上的白纸(或方格纸)相接触E.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将位置点连成折线2、某物理兴趣小组在研究平抛运动规律的时候用到了如图所示的装置,将正方形白板竖直放置,管口固定在白板的左上角,反复调整使水流以3.0m/s的速度水平喷出。
测得水流落在白板右边的落点距离右上角0.76m,白板的边长为1.2m。
(1)水流喷到白板右边需要____________s;(2)请写出验证喷出水流后在竖直方向上是匀加速运动的方法______________________;1 / 14(3)若不考虑空气阻力,根据以上测得数据,可求出当地重力加速度g =___________m/s 2。
(结果保留2位有效数字)3、“研究平抛运动”的实验装置如图1所示。
(1)本实验还需要用到的器材是______(本小题仅有一个正确选项);A .秒表B .天平C .刻度尺D .打点计时器(2)关于本实验,下列不必要的操作是____(本小题仅有一个正确选项);A .将木板竖直放置B .选用尽可能光滑的斜槽轨道C .调整斜槽末端切线水平D .每次使小球从斜槽上相同位置释放(3)按图1正确安装实验装置后,若某同学用频闪相机记录的小球抛出后的位置如图2所示,为减小实验误差,他在实验中应调整的操作是___(本小题仅有一个正确选项);A .换用质量更大的球B .重新调整斜槽末端切线水平C .减小频闪相机的闪光频率D .降低小球在斜槽轨道上释放放置的高度(4)正确实验所描绘出的平抛运动轨迹如图3所示,O 为抛出点。
研究平抛运动实验(共6篇)以下是网友分享的关于研究平抛运动实验的资料6篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。
《实验:研究平抛运动》教案篇1实验:研究平抛运动描绘平抛运动的轨迹【方案一】平抛运动演示仪一、实验目的1.用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。
2.从实验轨迹求平抛物体的初速度。
二、实验器材斜槽,铁架台,木板,白纸,小球,图钉,铅笔,有孔的卡片,刻度尺,重锤线。
三、实验原理平抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
让小球做平抛运动,利用描迹法描出小球的运动轨迹,建立坐标系。
测出曲线上的某一点的坐标x和y,根据重力加速度g的数值、利用公式y=gt2/2 求出小球飞行时间t,再利用公式x=vt ,求出小球做平抛运动的初速度。
四、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,能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就表明水平已调好。
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白纸上的水平投影点O,O即为坐标原点。
4.描绘运动轨迹:使小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下,可记录小球平抛轨迹上的一系列位置。
5、计算初速度:取下白纸,以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴,用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点,用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。
用公式x=v0t和y=gt2/2计算出小球的初速度v0,最后计算出v0的平均值,并将有关数据记入表格内。
五、注意事项1、保证斜槽末端的切线水平。
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。
物理试验汇报班级学号姓名试验时间试验名称 3 试验:研究平抛运动试验原理研究平抛物体运动,描绘平抛轨迹,求平抛初速度:利用221gty=求出时间gyt2=,代入tx=υ求初速度,表示式为:ygx2=υ试验器材演示面板、铝质导轨、接球槽、钢球、重锤、塑料磁条、白纸、复写纸等;试验步骤①调整面板:调整支脚螺丝,使面板竖直(重锤线和面板竖直刻度线平行);②调整导轨:调整铝质导轨,使导轨末端水平(在导轨末端放上小球不至于滚动);③压纸:将A4白纸边缘紧贴着面板刻度线,上面叠放复写纸,再用塑料磁条压在面板上;④放球:从斜面导轨上同一位置,由静止释放小球,使钢球落在接球槽内;⑤印点:小球落点经过复写纸印在白纸上,注意区分落点和滚动印迹点;⑥移槽:将接球槽逐次下移(或上移),再次释放小球,便在白纸上打下一系列斑点;⑦反复:将白纸翻面再反复试验一次;数据处理①取下白纸,沿边线绘x轴和y轴;②测量各斑点到x轴距离,记为y;到y轴距离,记为x;填入表格③用平滑曲线拟合各个斑点;④假如轨迹是抛物线,则两坐标满足关系式y=ax2,⑤用公式计算初速度y/cmx/cm误差分析3 试验:研究平抛运动作业和测试1.在做“研究平抛运动”试验中应采取下列哪些方法减小误差?()A.斜槽轨道必需光滑B.斜槽水平轨道必需水平C.每次要平衡摩擦力D.小球每次应从斜槽同一高度释放2.在研究平抛物体运动试验中,小球每次滚下初始位置不一样,则正确是()A.小球平抛初速度不一样B.小球每次做不一样抛物线运动C.小球在空中运动时间每次均不一样D.小球经过相同水平位移所用时间均不一样3.在做“研究平抛运动”试验时,让小球数次沿同一轨道运动,经过描点法画出小球做平抛运动轨迹,为了能较正确地描绘运动轨迹,下面列出了部分操作要求,正确是()A.经过调整使斜槽末端保持水平B.每次释放小球位置必需不一样C.每次必需由静止释放小球D.统计小球位置用木条(或凹槽)每次必需严格地等距离下降E.小球运动时不应和木板上白纸(或方格纸)相触F.将球位置统计在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线4.某同学设计一个探究平抛运动特点试验装置图所表示,每次让小球从斜面上同一位置滚下,并用能够调高调低水平板和复写纸统计钢球落点,依据试验装置,怎样探究钢球水平分速度特点?试验需要什么器材?请说明试验步骤?5. 某同学以方格白板为背景,用数码相机拍摄小球做平抛运动几张连续照片图所表示,假如相机每隔T时间拍一张,白板中方格边长为L,由图中计算出小球做平抛运动初速度是多少?小球从距离a点上方向多高地方水平抛出?。
5.3实验:研究平抛运动课堂讲解:一.实验目的1、能根据运动轨迹分析实验数据,求出平抛物体的初速度。
二.实验原理1、运用平抛运动的规律:水平方向:0x v t =,竖直方向:三.实验器材斜槽、小球、铁架台、方木板、重锤和细线、米尺和三角板、铅笔、坐标纸、图钉四.实验步骤1、用图钉把坐标纸钉在竖直的方木板上。
如果木板不铅直将影响球的飞行,可能相撞或摩擦,因此要用铅锤线校准。
2、在紧靠木板的左上角固定斜槽。
固定斜槽时要使其末端 ,确保小球飞出作 ,可将小球置于平轨部分,若球平衡即可。
3、确定小球飞出时的初始位置即坐标原点O ,并过O 用铅锤线描出竖直线即y 轴。
坐标原点(即小球做平抛运动的起点)是球在槽口时其球心在竖直纸板上的水平投影点O ,即O 点在水平槽口端点正上方r 处。
4、把事先做好的带孔的卡片用手按在竖直木板上,调节卡片位置,使槽上滚下的小球正好从卡片孔穿过,用铅笔记下小球穿过孔时的位置。
小球每次应在 从斜槽上由 开始滚下,在斜轨上释放小球不宜用手指,而要用斜槽上的球夹或挡板(如尺子),这样做重复性好,能确保每次的 相同。
5、取下白纸,以O 点为原点再画一条水平向右的x 轴(与υ0方向相同)。
6、根据记下小球穿过孔的一系列点的位置,画出平滑曲线即为小球做平抛运动的轨迹。
五.数据处理1、计算平抛物体的初速度:在曲线上(轨迹上)选取距O 点远些的点测出它们的坐标(x ,y ),填入表中来计算球的初速度,最后取平均值。
六.实验结论平抛实验中小球作平抛运动轨迹是 线,其平抛初速度 。
七.注意事项1、安装斜槽时,其末端切线要保证水平,否则会造成小球并非做平抛运动,测量的数据不准确。
2、建立直角坐标系时,斜槽末端端口位置并不是坐标原点(实际上应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点)。
3、小球每次从槽上开始滚下的位置应相同,使得平抛初速度相同。
八.利用水平方向等距三点求平抛运动的初速度和抛出点坐标。
步骤:课堂巩固练习:1.如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平) 时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落,改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后( )A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动2(多选).在探究平抛运动的规律时,可以选用下列各种装置图,以下操作合理的( )A.选用装置1研究平抛物体竖直分运动,应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B.选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,竖直管上端A一定要低于水面C.选用装置3要获得钢球的平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放D.除上述装置外,也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹3.在研究平抛运动实验中,为减小空气阻力对小球运动的影响,应采用( )A.实心小铁球B.空心小铁球C.实心小木球D.以上三种小球都可以4.安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是( ) A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线5(多选).下列哪些因素会使“探究平抛物体的运动”实验的误差增大( )A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端不水平C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点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6(多选).数码相机大多具有摄像功能,每秒钟拍摄大约15帧照片,一同学用它拍摄小球从水平面飞出后做平抛运动的几张连续照片,下列处理正确的是( ) A.只要测出相邻三照片上小球的距离,就能判断平抛运动的特点B.只要测出相邻三照片上小球的水平距离,就能判断平抛运动在水平方向上运动特点C.只要测出相邻三照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在水平方向上运动特点D.只要测出相邻三照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在竖直方向上运动特点7(多选).在做“探究平抛运动”的实验时,让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动,通过描点法画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,将正确的选项前面的字母填在横线上________.A.调节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)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8.某同学做平抛物体运动的实验时,用带孔的硬纸卡来确定小球位置,如图所示,下面实验步骤正确的排列顺序是__________.A.把钢球从斜槽上的某点释放,它飞出后开始做平抛运动,在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球,使球恰从小孔中央通过,然后对准孔中央在白纸上记下一个点B.把小球放在斜槽末端,以球心位置作为平抛运动起点O,在白纸上标出O点位置C.取下白纸,在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平线OxD.用光滑曲线把记录到小球通过位置的若干点连接起来,得到平抛运动的轨迹E.从斜槽上相同位置释放小球,用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点F.在轨迹上取几个不同的点,测出它们的坐标x和y,利用g值,求出初速度再取平均值G.利用重锤线画出竖直线OyH.把白纸用图钉固定在竖直木板上,把小球放在斜槽末端水平部分,调整到小球不滚动,再固定斜槽9.在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25 cm,若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球的初速度的计算公式为v0=__________(用L、g表示),其值是__________(取g=9.8 m/s2).10.利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图甲所示,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断:MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点与木板间的距离OO′=h(h>L).(1)电热丝P必须置于悬点正下方的理由是_____________________________________.(2)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落在木板上的C点,O′C=s,则小球做平抛运动的初速度v0为________.(3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向间的夹角θ,小球落点与O′点的水平距离s将随之改变,经多次实验,以s2为纵坐标,得到如图乙所示图象,则当θ=30°时,s为________m.11.在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x=10.00 cm,A、B间距离y1=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm.请回答以下问题(g=9.80 m/s2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?_______________________________________________________________________________ ______________________________________.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=________.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0=________ m/s.课后作业:1(多选).在“研究平抛运动”的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测的数据有() A.小球开始滚下的高度B.小球在空中飞行的时间C.运动轨迹上某点P的水平坐标D.运动轨迹上某点P的竖直坐标答案CD2(多选).(1)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.停表B.坐标纸C.天平D.弹簧秤E.重垂线(2)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滚下B.斜槽轨道必须光滑C.斜槽轨道末端可以不水平D.为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.为了比较准确地找出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点都连接起来3.两个同学根据不同的实验条件,进行了“研究平抛运动”的实验:(1)甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,使A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明____________________________________________________________________________________________________________________________________(2)乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看做与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是________________.仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明____________________________________________.4.在“研究平抛物体的运动”的实验中:(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线成水平方向,检查方法是_______________________________________________________________________________________________________________________________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴,竖直线是用________来确定的.(3)某同学建立的直角坐标系如图所示,设他在安装实验装置和其余操作时准确无误,只有一处失误,即是_____________________ _______________________________________.(4)该同学在轨迹上任取一点M,测得坐标为(x,y),则初速度的测量值为________________,测量值比真实值要________________(填“偏大”、“偏小”或“不变”).5.(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点:①水平方向做匀速直线运动;②竖直方向做自由落体运动.如图所示为研究平抛运动的实验装置,现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上,然后切断电磁铁C的电源,使一个小铁球从轨道A射出,并在射出时碰到碰撞开关S,使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球,两铁球同时落到地面.这个实验()A.只能说明上述规律中的第①条B.只能说明上述规律中的第②条C.不能说明上述规律中的任何一条D.能同时说明上述两条规律(2)做杂技表演的汽车从高台水平飞出,在空中运动一段时间后着地.一架相机通过多次曝光,拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片,如图所示(虚线为正方形格子).已知汽车长度为3.6 m,相邻两次曝光的时间间隔相等,第三个像是刚好着地的时刻,由照片可以推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为________m/s,高台离地面的高度为________m.(取g=10 m/s2)6. 某物理实验小组利用如图所示装置测量小球做平抛运动的初速度.在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺,让悬挂在抛出点处的重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上,则利用小球在刻度尺上的落点位置,就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度.下列各图表示四位同学在刻度尺旁边分别制作出的速度标尺(图中P点为重锤的投影位置),其中可能正确的是()7.如图所示,用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”,利用该实验器,一方面能测弹簧的劲度系数,另一方面可测量小球做平抛运动的初速度.(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________________和________________,然后由公式________________求出k的平均值.(2)使用该装置测量小球的初速度时,需要多次将弹簧的右端压到________(选填“同一”或“不同”)位置.然后分别测出小球几次飞出后的________________和________________,再由公式________________求出初速度的平均值.8.某同学利用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图乙所示.图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m,P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点,P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等.完成下列填空:(重力加速度取10 m/s2)(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3,纵坐标分别为y1、y2和y3.从图乙中可读出|y1-y2|=________m,|y1-y3|=________m,|x1-x2|=________m.(保留两位小数)(2)若已知抛出后小球在水平方向上做匀速运动.利用(1)中读取的数据,求出小球从P1运动到P2所用的时间为________s,小球抛出后的水平速度为________m/s.9. 在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25 cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示,则(1)求小球平抛运动的初速度的计算式(用L、g表示),其值是多少?(2)a点是平抛小球抛出点的位置吗?如果不是,那么抛出点的位置怎样确定?。
高考物理创新实验特训提升专题05 探究平抛运动的特点1.用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹,一种设计原理如图甲所示。
物体A以某一初速度从O点水平抛出,它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲,在它运动的平面内安放着超声-红外接收装置B,B盒装有1B、2B两个超声-红外接收器,并与计算机相连,1B、2B各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差,并由此算出它们各自与物体A的距离。
(1)为使运动轨迹更接近抛物线,物体A应选用下列哪种小球更合理(______)A.小木球B.小钢球C.小皮球(2)如图乙所示,某实验小组让物体A在图示位置同时发射超声波脉冲和红外线脉冲,以抛出点O为坐标原点建立坐标系,若还测出了O点到B1、B2的距离,重力加速度未知,则由题中条件可以求出__________。
A.物体A的初速度B.物体A的位置坐标C.物体A的运动时间D.物体A此时的速度方向2.为了探究“平抛运动”的规律,小明设计实验如下图所示,其中M是电风扇,它能够带动小球A以一定初速度进入滑道。
当小球抵达第二个光电门时,传感器接收到小球信号并传输至与平抛轨道等高的质量更大的B小球装置处,将B小球由静止释放。
试回答下列小题:(1)下列实验器材是本实验必须要的是___________。
A.带重锤的线B.刻度尺C.秒表D.天平 E.砝码(2)当测得光电门的间距为10cm,小球从光电门1到光电门2的时间为0.05s,则小球做平抛运动的初速度为___________。
(3)本实验的目的是为了___________。
A.验证平抛运动的初速度不影响竖直方向上速度的改变B.验证平抛运动的初速度越大,物体移动的位移越大C.验证平抛运动不受物体质量的影响D.验证重力越大的物体,在做平抛运动时受空气阻力的影响更小(4)在测量小球的直径时,下列测量方法误差较小的是___________。
A.B.3.为了探究做平抛运动的物体在竖直方向的运动规律,某同学设计了下面一个实验。
研究平抛物体的运动实验目地:1.2.实验原理:实验器材:实验步骤:1.在实验桌上安装好斜槽,调节其末端切线水平并伸出桌面。
2.把坐标纸用图钉固定在木板上,然后把木板竖直立在铁架台旁边并靠近斜槽末端。
3.在斜槽末端悬好中垂线,确定竖直方向并画出y轴,以球心高度为准,作出水平方向的x轴。
4.调节水平挡板高度,并使小球每次都从斜槽同一高度无初速释放。
小球与挡板接触时,通过复写纸在白纸上打下相应的点迹,从而获得小球经过的位置。
5.用铅笔将这一系列的点连成光滑的曲线。
6.在曲线上任选一点A,坐标为(x1,y1)带入公式,求得小球平抛的初速度。
然后再取几个点,依次求出初速度,最后取几个初速度的平均值。
实验注意事项:课后练习:1、《研究平抛物体的运动》实验的目的是:()A、描出平抛物体的运动轨迹,求出平抛物体的初速度;B、描出平抛物体的运动轨迹,求出重力加速度;C、描出平抛物体的运动轨迹,求出平抛物体的运动时间;D、描出平抛物体的运动轨迹,求出平抛物体的位移;2、在做《研究平抛物体的运动》这一实验时,下列说法中正确的是:()A、安装斜槽的木板时,一定要检查木板是否水平;B、安装斜槽的木板时,只要注意将木板放稳;C、每次实验时都要将小球从同一位置由静止释放;D、每次实验时可以将小球从不同位置由静止释放;3、如图所示为某次实验所描绘的平抛物体运动的轨迹,抛出点在O点,A、B、C三点的坐标为A(x1=0.369m,y1=0.112m)、B(x2=0.630m,y2=0.306m)、C(x3=0.721m,y3=0.441m)。
试根据以上的测量结果计算:(1)物体作平抛运动的初速度;(2)物体作平抛运动的初速度的平均值;4、在《研究平抛物体运动》的实验中,下列说法中正确的是:()A、实验中要考虑减少小球和木板的摩擦;B、实验中由于小球的位移不大所以摩擦力的影响较小,可以忽略不计;C、实验中小球受木板的摩擦力无法排除,但不会影响实验结果;D、实验中小球受木板的摩擦力所产生的影响很大,所以实验结果只是近似值;5、在《研究平抛物体运动》的实验中,下列关于小球运动的说法中正确的是:()A、小球在斜槽的倾斜段上的运动是变加速运动;B、小球在斜槽的水平段上的运动是匀速运动;C、小球在离开斜槽水平段后做匀加速直线运动;D、小球在离开斜槽水平段后做匀加速曲线运动;6、在《研究平抛物体的运动》的实验中,为减少空气阻力对小球的影响,所以选择小球时,应选择下列的:()A、实心小铁球;B、空心小铁球;C、实心小木球;D、以上三种球都可以;7、在《研究平抛物体的运动》的实验中,进行斜槽安装时,要检查木板是否_____,其检查的方法是______________________________________;在竖直木板安装时,要用_____检查坐标纸上的竖线是否_________。
实验名称:研究平抛运动一.实验目的1.描绘物体平抛运动的轨迹并判断是不是抛物线;2.学会根据平抛运动轨迹图求出平抛的初速度。
二.实验原理1.平抛物体的运动可以看做是两个分运动的合运动:一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。
让小球做平抛运动,利用描迹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,通过y/x 2的值,来判断轨迹是不是抛物线。
2.测出曲线上某一点的坐标x 和y ,依据重力加速度g 的数值,利用公式y=(1/2)gt 2求出小球的飞行时间t ,再利用公式x=v 0t 求出小球的水平分速度,即为小球做平抛运动的初速度v 0。
三.实验仪器平抛实验仪、小球、重垂线、白纸、铁夹、刻度尺、铅笔、复写纸。
四.实验步骤1.固定白纸和复写纸:把白纸和复写纸叠放在一起(复写纸在外)平整地压到屏板上,白纸竖直边和坐标格竖直边平行,用铁夹固定好白纸,铁夹固定的位置不能让小球运动中碰到。
2.调整弧槽,使其末端保持水平:将小球轻放在斜槽平直部分的末端处,调整斜槽下的螺钉,能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就表明斜槽平直部分的末端处已水平。
3.调整屏板面,使之在竖直平面内:悬挂重锤线,通过底板四只调平螺栓的调整,使重锤线与屏板上的红色标线平行,从而达到屏板面与水平面竖直。
以上两步反复调整。
4.确定坐标原点O :把小球放在槽口处,重按小球通过复写纸,就得到球心在板上的水平投影点O ,O 点即为坐标原点。
5.描绘运动轨迹:从斜槽尽量高的地方释放钢球,钢球将沿着导轨凹槽滚下并被水平抛出,落在接球槽上,通过复写纸便在白纸上留下痕点。
将小球从同一高度释放多次,将接球槽逐次下降,重复上述操作,即在白纸上描得一系列钢球运动点迹。
(一般取4~6点即可)。
次数物理量123456测x 坐标(m )测y 坐标(m )飞行时间t=g y2(s )初速度v 0= x yg2(m/s )1.确定运动轨迹:取下白纸,用平滑的曲线把记下一系列位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
实验5 探究平抛运动的规律一.多选题1.某物理兴趣小组利用实验室提供的器材“研究平抛物体的运动”。
下列关于实验步骤的说法正确的是()A.将斜槽的末端切线调成水平B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放D.斜槽轨道必须光滑二.填空题2.(1)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:A.让小球多次从位置滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。
B.按图安装好器材,注意,记下平抛初位置O和过O点的竖直线。
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
完成上述步骤,将正确的答案填在横线上。
(2)利用描迹法描出小球的运动轨迹,建立坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,根据公式:x=和y=,就可求得v0=x,即为小球做平抛运动的初速度。
3.在“研究小球做平抛运动”的实验中:(1)安装实验装置的过程中,斜槽末端切线必须是水平的,这样做的目的是A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线(2)在做“研究平抛运动”实验中,引起实验结果偏差较大的原因可能是①安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平②确定y轴时,没有用重垂线③斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦④空气阻力对小球运动有较大影响A.①③B.①②④C.③④D.②④(3)该同学采用频闪照相机拍摄到如图所示的小球做平抛运动的照片,图中背景方格的边长为L=5cm,A.B.C是摄下的三个小球位置,如果取g=10m/s2,那么:A.照相机拍摄时每s曝光一次;B.小球做平抛运动的初速度的大小为m/s.C.B点的速率为m/s.4.如图1所示,在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的实验时让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.(1)为了能较准确地描出运动轨迹,下面列出了一些操作要求,正确的是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可以不同C、每次必须由静止释放小球D、小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触(2)图2中A、B、C、D为某同学描绘的平抛运动轨迹上的几个点,已知方格边长为L.则小球的初速度v0=;B点的速度大小v b=.(重力加速度为g)三.实验题5.在“研究平抛物体的运动”的实验中,某同学使用如图(甲)所示的装置,让小球从斜槽滚下,通过斜槽末端水平抛出。
2021届高考物理二轮复习实验精解训练(5)实验:研究平抛运动1.三个同学根据不同的实验装置,进行了“探究平抛运动的规律”的实验.(1)甲同学采用如图1所示的装置.用小锤打击弹性金属片,金属片把A 球沿水平方向弹出,同时B 球被松开自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A 球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明__________.(2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的照片.小球在平抛运动中的几个位置如图2中的a b c d 、、、所示,图中每个小方格的边长 2.5cm L =.则小球经过b 点时的速度大小b v =_________m/s.(210m/s g =,结果保留三位有效数字)(3)丙同学采用如图3所示的装置.关于该实验方法,下列选项中与误差无关的是_______. A.槽与小球间有摩擦B.槽未端切线不水平C.小球每次自由滚下时,木板的高度不同D.小球每次自由滚下的位置不同2.如图是研究平抛运动的实验装置示意图,桌面上的小球经压缩状态的弹簧弹开后,飞出桌面做平抛运动。
撞到带有白纸和复写纸的竖直长木板上,并留下痕迹A 。
重复实验,木板依次后退水平距离相同,都为x ,小球撞在木板上,留下痕迹B C 、,测量A B C 、、点到同一点O 的距离123y y y 、、,其中O 点与小球抛出时圆心位置等高。
(1)关于此实验,以下说法正确的是_______。
A.重复实验时,必须将弹簧压缩到同一位置,再释放小球B.桌面必须严格保证水平C.桌面必须尽量光滑,多次重复实验D.一定会有123=149y y y∶∶∶∶(2)利用题目中所给数据,可得到平抛运动的初速度为v _______(已知当地重力加速度为g)。
3.在“研究平抛运动”实验中:(1)图1是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的_______。
A.球心B.球的上端C.球的下端(2)在此实验中,下列说法正确的是_________。
5.3 实验:研究平抛运动 :1、能描出平抛运动的轨迹,知道实验原理、步骤及注意事项,会判断平抛运动的轨迹2、会计算平抛运动物体的初速度,能掌握描迹法、频闪照相法、对比法等探究实验【考点分类】考点1 研究平抛运动性质的方法1、平抛运动性质的研究方法可用对比实验法、频闪照相法等进行。
频闪照相是指每隔一段时间对同一物体进行一次照相,并将其位置呈现在同一张底片上的技术。
它可以精确描述物体的运动情况。
(1)通过对同一时刻两小球位置的对比可知,在任一个相同时间内下落的位移是相等的,即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动(2)测量相邻间的水平距离,结果发现任意两个相邻间的水平距离相等,说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动考点2 平抛运动轨迹的描绘利用描迹法描绘平抛运动到轨迹1、安装调平:将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平2、建立坐标系:用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O ,O 点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直向下的直线作为y 轴,画出水平向右的x 轴3、确定球的位置:将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x 值处的y 值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点,用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置4、描点得轨迹:取下坐标纸,将坐标纸上记下得一系列点用平滑得曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹。
考点3 实验数据处理及误差分析1、计算初速度:在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——F E D C B A ,,,,,,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(y x ,),并记录在表格中,已知g 值,利用公式221gt y =和t v x 0=,求出小球做平抛运动的初速度0v ,最后算出0v 的平均值2、验证轨迹是抛物线:抛物线的数学表达式为2ax y =,将某点(如B 点)的坐标(y x ,)代入上式求出常数a ,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线3、误差来源:(1)安装斜槽时,其末端切线不水平,造成小球并非做平抛运动,测量的数据不准确(2)建立直角坐标系时,误以为斜槽口末端端口位置为坐标原点(实际上应以末端端口上的小球球心在木板上的投影点为坐标原点)(3)量取轨迹上各点坐标时不准确考点4 实验创新设计在基本实验原理的基础上所设计的创新实验,在方法和操作上有较大的改进或创新,但所依据的仍是运动的分解及分运动的与合运动的等时性、独立性、且时间均由竖直方向上的位移数据经2∆得s=gt 出。