内容正文:
实验五
探究平抛运动的特点
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精典题型 深度研析
实验基础 要点梳理
一、实验基本技能
1.实验目的
(1)用实验与理论进行探究、分析,认识平抛运动的规律。
(2)用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。
(3)根据平抛运动的轨迹确定平抛物体的初速度。
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4.实验步骤
(1)按实验原理图安装实验装置,使斜槽末端水平。
(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。
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(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点。用同样方法,在小球运动路线上描下若干点。
(4)将白纸从木板上取下,从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线。
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二、规律方法总结
1.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
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2.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。
(3)轨迹上的描点不准确。
3.注意事项
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考点一 教材原型实验(基础考点)
1.(2022·浙江卷)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)。
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(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____________。
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答案:(1)C (2)D (3) 确保多次运动的轨迹相同
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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。
图(a)
图(b)
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完成下列填空:(结果均保留两位有效数字)
(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。
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答案:(1)1.0 2.0 (2)9.7
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考点二 拓展创新实验(能力考点)
维度1 实验器材的创新
如图所示,研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板高度h=0.420 m不变。改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d,记录在表中。
例 1
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(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移d与其初速度v0成________________关系。
v 0(m/s) 0.741 1.034 1.318 1.584
t(ms) 292.7 293.0 292.8 292.9
d(cm) 21.7 30.3 38.6 46.4
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