第四章 实验五 探究平抛运动的特点-（讲义）【红对勾讲与练】2024版新高考物理大一轮复习全新方案

第四章 曲线运动 万有引力与宇宙航行 实验五 探究平抛运动的特点   1.实验目的 (1)描绘出平抛物体运动的轨迹。 (2)知道判断轨迹是否为抛物线的方法。 (3)求出平抛运动的初速度。 2.实验思路 (1)思路:把复杂的曲线运动分解为不同方向 上两个相对简单的直线运动。 (2)平抛运动的分解方法 由于物体是沿着水平方向抛出的,在运动过 程中只受到竖直向下的重力作用,可尝试将 平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方 向的分运动。 3.实验器材 斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸(或白 纸)、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺等。 实验装置如图所示。 4.实验步骤 (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 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)时球心在木板上的投影点O,O 点即为坐标原点,沿重垂线的方向画出过坐 标原点的竖直线,作为y 轴,过O 点画出水平 向右的x 轴。 (3)确定球位置: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 确定的位置附近利用带孔的硬纸板较准确地 找出小球通过的位置,并在坐标纸上用铅笔 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 下的一系列点用平滑曲线连起来,即得到小 球平抛运动的轨迹。 (5)计算平抛运动的初速度 ①平抛运动轨迹完整(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= 1 2gt 2,故v0=x g 2y 。 ②平抛运动轨迹残缺(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= hBC-hAB g ,初 速度v0= x t=x g hBC-hAB 。 5.误差分析 (1)斜槽末端没有调水平,小球离开斜槽后不 做平抛运动。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 101 hh (2)确定小球运动的位置时不准确。 (3)量取轨迹上各点坐标时不准确。 6.注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端,使其水平。检 查是否水平的方法是:将小球放在斜槽末端 水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,看其 是否有明显的运动倾向。 (2)方木板必须处于竖直平面内,固定时要用 重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 (3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止 滚下。 (4)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。 (5)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小 球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到 达右下角为宜。 (6)在轨迹上选取离坐标原点O 点较远的一 些点来计算初速度。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋   考点一 教材原型实验 考向1 实验基本操作 【例1】 (2022·北京通州区一模)某同学利用 如图1、图2所示的实验装置“探究平抛运动 的特点”。请回答以下问题: (1)利用图1所示装置,探究平抛运动竖直 分运动的规律。用小锤击打弹性金属片后, 小钢球A沿水平方向抛出,做平抛运动;同 时小钢球B被释放,做自由落体运动。分别 改变小钢球距地面的高度和小锤击打的力 度,多次重复这个实验,观察到A、B两球均 同时落地,得到平抛运动在竖直方向的分运 动是 (选填“匀速直线”或“自由落 体”)运动。 (2)利用图2所示装置,能够得到小钢球做 平抛运动的轨迹。 ①下列实验条件必须满足的有 (选 填选项前的字母)。 A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段水平 C.每次从斜槽上