20 第4章 实验5 探究平抛运动的特点（PPT课件）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

实验五　探究平抛运动的特点 第四章　曲线运动 基础梳理 夯根基 考点研析 提能力 课时精练(二十)　探究平抛运动的特点 内容索引 01 基础梳理 夯根基 一、实验目的 1．用实验的方法描出平抛运动的轨迹。 2．用实验描出的轨迹求解平抛物体的初速度。 2．实验器材(以斜槽法为例) 斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。 三、实验步骤与操作(以斜槽法为例) 1．安装(调整)背板：将白纸放在复写纸下面，然后固定在装置背板上，并用重垂线检查背板是否竖直。 甲 2.安装(调整)斜槽：将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查斜槽末端是否水平，也就是将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能静止在直轨道上的任意位置，则表明斜槽末端已调水平，如图甲所示。 3．描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽末端飞出开始做平抛运动，小球落到倾斜的挡板上，挤压复写纸，会在白纸上留下印迹。取下白纸用平滑的曲线把这些印迹连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹。 4．确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽末端处小球球心在白纸上的投影的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。 四、实验数据处理 1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 如图乙所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、 A3…，把线段OA1的长度记为l，则OA2＝2l，OA3 ＝3l，由A1、A2、A3…向下作垂线，与轨迹交点分 别记为M1、M2、M3…，若轨迹是一条抛物线，则 各点的y坐标和x坐标之间应该满足关系式y＝ax2(a 是待定常量)，用刻度尺测量某点的x、y两个坐标 值代入y＝ax2求出a，再测量其他几个点的x、y坐 标值，代入y＝ax2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线。 五、误差分析 1．斜槽末端没有调节成水平状态，导致初速度不水平。 2．坐标原点不够精确等。 六、注意事项 1．固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度水平。 2．固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 3．小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板。 4．要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差。 5．坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。 6．计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和计算。 返回 02 考点研析 提能力 教材原型实验 例1　(2022·浙江1月选考)在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标(x0，y0)。 (1)下列说法正确的是________。 A．实验所用斜槽应尽量光滑 B．画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来 C．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据 (2)根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0＝________。 (3)在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是________________________。 解析：　(1)只需要保证小球每次从同一位置静止释放，到达斜槽末端的速度大小都相同，与实验所用斜槽是否光滑无关，故A错误；画轨迹时应舍去误差较大的点，把误差小的点用平滑的曲线连接起来，故B错误；求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据，便于减小读数产生的偶然误差，故C正确，故选C。 (3)小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为了保证到达斜槽末端的速度大小都相同，从而能确保多次运动的轨迹相同。 答案：　(1)C　(2)D　(3)确保多次运动的轨迹相同 例2　某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。 完成下列填空：(结果均保留2位有效数字) (1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为______ m/s，竖直分量大小为______ m/s； (2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________ m/s2。 答案：　(1)1.0　2.0　(2)9.7 【针对训练】