第4章 实验5 探究平抛运动的特点-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第四章 曲线运动与万有引力定律 实验五　探究平抛运动的特点 返回目录 续表 返回目录 续表 返回目录 续表 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 续表 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 原理装置图 操作要领 (1)调节： ①斜槽末端切线水平 ②固定白纸的平板竖直 (2)确定平抛起点： 将小球飞离斜槽末端时球心的位置描在白纸上 (3)操作： ①每次都从斜槽上端同一位置释放小球 ②上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录小球所经过的多个位置 (4)轨迹获取：用平滑曲线把白纸上各印迹连接起来 数据处理 1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 (1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y＝ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值。 (2)实验方法 用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y＝ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数。 数据处理 2．计算平抛运动的初速度 (1)平抛轨迹完整(即含有抛出点) 在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0。因x＝v0t，y＝ eq \f(1,2) gt2，故v0＝x eq \r(\f(g,2y)) 。 数据处理 (2)平抛轨迹残缺(即无抛出点) 如图所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、 C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间 与B、C间所用时间相等，设为t，则Δh＝hBC－hAB＝gt2， 所以t＝ eq \r(\f(hBC－hAB,g)) ，初速度v0＝ eq \f(x,t) ＝x eq \r(\f(g,hBC－hAB)) 。 考点 eq \a\vs4\al(1) 教材原型实验 [例1]　(2023·南通如皋中学段考)平抛运动的轨迹是曲线，比直线运动复杂。我们可以按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在竖直和水平两个方向的运动特点。 (1)如图甲所示，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球由静止自由下落，可观察到两小球同时落地；改变小球距地面的高度和击打的力度，多次实验，都能观察到两小球同时落地。根据实验，________(选填“能”或“不能”)判断出A球竖直方向做自由落体运动。 (2)如图乙所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。小球沿斜槽轨道PO(末端O水平)滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，小球落在挡板上时，小球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放小球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 ①某同学通过实验得到了小球做平抛运动的轨迹，如图丙中的曲线OQ所示。以O点为坐标原点，水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立坐标系。根据图丙可知yA∶yB∶yC∶yD＝1∶4∶9∶16，则小球竖直方向的分运动是________________________；同时他猜想小球在x轴方向的分运动是匀速直线运动，若xA∶xB∶xC∶xD＝____________，则可验证猜想正确。 ②另一位同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图丁所示的坐标系。平抛轨迹上这三点的坐标值图中已标出。根据图中数据判断，小球平抛的初速度为________m/s，小球抛出点的纵坐标为________cm。(取g＝10 m/s2，计算结果均保留两位有效数字) 解析　(1)本实验中A球做平抛运动，B球做自由落体运动，每次实验两球都同时落地，说明A球在竖直方向的分运动与B球运动相同，因此能判断出A球在竖直方向做自由落体运动。 (2)竖直方向上yA∶yB∶yC∶yD＝1∶4∶9∶16，对比初速度为零的匀加速直线运动规律，可知小球在竖直方向的分运动是自由落体运动；结合h＝ eq \f(1,2) gt2可知时间之比为tA∶tB∶tC∶tB＝1∶2∶3∶4，再根据 eq \a\vs4\al(x＝v0t) 可得xA∶xB∶xC∶xD＝1∶2∶3∶4。②由公式Δy＝gT2可得T＝ eq \r(\f(Δy,g)) ＝ eq \r(\f(1.6－0.6－0.6,10)) s＝0.2 s，小球做平抛运动的初速度v0＝ eq \f(Δx,T)