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浙江省2019年高考物理总复习 第11章 实验 24.3 实验(6)平抛运动课件_图文


实验(6):平抛运 动

一、实验原理图
二、基本实验要求 1.实验目的: (1)描出平抛物体的运动轨迹。 (2)根据运动轨迹求平抛物体的初速度。

2.实验原理:

平抛运动可以看作两个分运动的合成,一个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。在直角坐标系上,它

们的位移方程分别表示为x=v0t和y=

1 2

gt2,令小球做平抛运动,利用

追踪法逐点描出小球运动的轨迹,则可画出小球做平抛运动的曲线。

建立坐标系后,对曲线上的任一点均可求出其横坐标x、纵坐标y,用

公式y=

1 2

gt2可求出小球从原点到该点的运动时间,再用公式x=v0t

则可求出小球做平抛运动的初速度。

3.实验器材:

坐标纸、金属小球、带有斜槽轨道和方木板的竖直固定支架、

白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。

4.实验步骤: (1)将带有斜槽轨道和方木板的竖直固定支架固定在实验桌上,轨 道末端切线水平。 (2)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,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y 轴,画出水平方向的x轴。 (3)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。(不同的器材方法有所不同)

(4)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轨迹。

(5)从曲线上选取六个不同点,测出它们的坐标值。

(6)根据坐标,结合公式x=v0t和y=

1 2

gt2求出小球平抛运动的初速

度,并计算其平均值。

5.数据处理:

(1)判断曲线是否是抛物线:

①将所测量的各个点的x、y坐标分别代入y=

1 2

at2,看计算得到的

a值在误差允许的范围内是否是一个常数。

②建立y-x2坐标系,根据所测量各点的x、y坐标值分别计算出对

应的y值和x2值,在y-x2坐标系中描点,拟合各点看是否在一条直线上,

求出该直线的斜率即为a值。

(2)求平抛运动的初速度:

①在平抛运动轨迹上选取A、B、C、D、E、F六个点,测出它们

的x、y坐标值。

②把测到的坐标值依次代入公式v0=x

2

,求出小球平抛的初速

度,并计算出平均值。

6.注意事项: (1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法 是将小球放在斜槽末端任一位置,看其是否能静止)。 (2)方木板必须处于竖直平面内,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1 考点2 考点3

实验原理和操作

典例4(2017浙江4月学考)在研究平抛运动实验中,(1)图甲是横挡

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

在此实验中,下列说法正确的是



A.斜槽轨道必须光滑

B.记录的点应适当少一些

C.用光滑曲线把所有的点连接起来

D.y轴的方向根据重垂线确定

考点1 考点2 考点3

(2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片

可判断实验操作错误的是




A.释放小球时初速度不为0 B.释放小球的初始位置不同 C.斜槽末端切线不水平

考点1 考点2 考点3

(3)图丙是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确

的是



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(1)题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点,所以坐

标原点也应选为球的上端,选B。斜槽轨道不必光滑,A错;记录的点适当多

一点,以便更准确地描出平抛轨迹,B错;为比较准确地描出小球运动的轨
迹,将这些点平滑连接起来,C错;用重丙垂线确定y轴方向,D对。

(2)由题图可知,小球做斜抛运动,所以斜槽末端没有水平放置,选C。

(3)A没有水流出,C随着液面降低,压力减小,水柱流速不断减小,C错,只有B

瓶内能维持相对稳定的气压,水柱流速稳定。选B。 (1)B D (2)C (3)B



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解析 答案

考点1 考点2 考点3
实验数据处理 典例5某物理兴趣小组做“研究平抛运动”实验时,分成两组,其中 一个实验小组让小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相, 拍摄到如图所示的照片,已知每个小方格边长10 cm,当地的重力加 速度g取10 m/s2。其中C点处的位置坐标已被污迹覆盖。

考点1 考点2 考点3

(1)若以拍摄的第一点为坐标原点,水平向右和竖直向下为正方向关闭 (建1)根立据直平角抛坐运标动系的,被特拍点摄,水到平的方小向球的在坐C点标位为置x=的3坐×2标×1为0 cm=60 cm。, 竖直(2方)小向球的平坐抛标的为初y速=(度1+大2+小3为)×10 cm=60。cm, 故被(3拍)另摄一到个的实小验球小在组C的点同的学位正置确坐地标进为行(实60验cm并,6正0 确cm地)。描绘了运动

(轨2)由迹,Δ测h量=g了t2 得轨迹t=上Δ的? 不= 同点 =的坐0.标1 s值=。0.1根s,据所测到的数据以y为

则 (纵 线3)小v,轴并0=球,测以 做=出x2平为2直抛横线=运轴斜2×0动,.0率在1.1,在为坐m竖2标/s,则=直纸2平方上m抛向画/s。运上出1动有0对的应y=初的1g速图t2,度象v,0发= 现为过原点m/的s。直

水 则平y-方x2 图向象上的有斜x=率v0tk,解 =2得02,y=202x2,

2

解(1)得(60v0c=m,620 c=m) 21×0(22)m2 /ms=/s 210(3m) /1s0。

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2

解析 答案



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