《2020高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2（17頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第三節(jié)　實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng) 1．學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，掌握描跡法、頻閃照相法等探究實(shí)驗(yàn)的常用方法。 2．會(huì)判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線。 3．學(xué)會(huì)根據(jù)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡來計(jì)算物體的速度和尋找拋出點(diǎn)。 1.實(shí)驗(yàn)原理 (1)驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線 ①用描跡法(或頻閃照相法)得到物體平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。 ②建立坐標(biāo)系，如果軌跡上各點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系具有y＝ax2的形式(a是一個(gè)常量)，則軌跡是一條拋物線。 (2)計(jì)算平拋物體的初速度 ①測(cè)出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y。 ②由平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式x＝v0t和y＝gt2，可得v0＝x。 2．實(shí)驗(yàn)方案

2、 方案一：鋼球描跡法(后面重點(diǎn)用方案一) 如圖甲所示，鋼球從斜槽上滾下，沖過水平槽飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)法用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置。 方案二：噴水描跡法 如圖乙所示，倒置的飲料瓶?jī)?nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細(xì)管，其中一根彎成水平，且水平端加接一段更細(xì)的硬管作為噴嘴。水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。設(shè)法將它描在背后的紙上，進(jìn)行分析處理。 方案三：頻閃照相法 數(shù)碼相機(jī)每秒拍下小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的十幾幀或幾十幀照片，將照片上不同時(shí)刻的小球的位置連成平滑曲線便得到了小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。如圖丙所示。 3．實(shí)驗(yàn)器材(方案一) 斜槽、小球、方木板、鐵架

3、臺(tái)、白紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺。 課堂任務(wù)　探究過程·獲取數(shù)據(jù) 仔細(xì)觀察下列圖片，認(rèn)真參與“師生互動(dòng)”。 活動(dòng)1：本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是誰？ 提示：小球。 活動(dòng)2：要在白紙上畫什么？ 提示：描出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，并進(jìn)行研究。 活動(dòng)3：要研究哪些問題？ 提示：一看小球的軌跡是不是拋物線，二是求出小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。 活動(dòng)4：本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟是什么？ 提示：(1)安裝調(diào)整：按圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端點(diǎn)恰好靜止)，白紙用圖釘固定在方木板上。 (2)建坐標(biāo)系：以水平槽末端端口上小球球心在白紙上的水平投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O

4、，過O點(diǎn)在白紙上畫出豎直的y軸和水平的x軸。 (3)畫位置點(diǎn)：使小球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上，如果小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖，就用鉛筆在該位置畫上一點(diǎn)。用同樣方法，在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下若干點(diǎn)。 (4)描軌跡圖：將白紙從木板上取下，從O點(diǎn)開始通過畫出的若干點(diǎn)描出一條平滑的曲線，如圖所示。 活動(dòng)5：本實(shí)驗(yàn)中有哪些注意事項(xiàng)？ 提示：(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(將小球放在斜槽末端水平部分，若小球靜止，則斜槽末端水平)。 (2)方木板必須處于豎直平面內(nèi)，且y軸必須豎直。 (3)小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放。 (4)坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是

5、小球在槽口時(shí)球心在木板白紙上的水平投影點(diǎn)。 (5)小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜。 課堂任務(wù)　分析數(shù)據(jù)·得出結(jié)論 活動(dòng)1：判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否為拋物線的方法有哪幾種？ 提示：如圖所示，在x軸上作出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3…，向下作垂線，垂線與拋體軌跡的交點(diǎn)記為M1、M2、M3…，用刻度尺測(cè)量各點(diǎn)的坐標(biāo)(x，y)。 (1)代數(shù)計(jì)算法：將某點(diǎn)(如M3點(diǎn))的坐標(biāo)(x，y)代入y＝ax2求出常數(shù)a，再將其他點(diǎn)的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立，若等式對(duì)各點(diǎn)的坐標(biāo)都近似成立，則說明所描繪的曲線為拋物線。 (2)

6、圖象法：建立y-x2坐標(biāo)系，根據(jù)所測(cè)量的各個(gè)點(diǎn)的x坐標(biāo)值計(jì)算出對(duì)應(yīng)的x2值，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連接各點(diǎn)看是否在一條過原點(diǎn)的直線上，若大致在一條過原點(diǎn)的直線上，則說明平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線。 活動(dòng)2：如何計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)初速度？ 提示：在小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上選取分布大致均勻的六個(gè)點(diǎn)——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板測(cè)出它們的坐標(biāo)(x，y)，并記錄在下面的表格中，已知g值，利用公式y(tǒng)＝gt2和x＝v0t，求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0，最后算出v0的平均值。 活動(dòng)3：如何判斷O點(diǎn)是否是拋出點(diǎn)？ 提示：在如圖所示的軌跡上選取A、B、C三點(diǎn)，使OA、AB、BC的水平距離相等，則說明O

7、到A、A到B、B到C的時(shí)間相等，過A、B、C三點(diǎn)作水平線和y軸相交，得出A、B、C三點(diǎn)的縱坐標(biāo)值yA、yB、yC。如果yA∶yB∶yC＝1∶4∶9，則說明O點(diǎn)為拋出點(diǎn)，若不滿足上述比例關(guān)系，則說明O點(diǎn)不是拋出點(diǎn)。 課堂任務(wù)　誤差分析·實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．安裝斜槽時(shí)，其末端切線不水平，導(dǎo)致小球離開斜槽后不做平拋運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生誤差。 2．建立坐標(biāo)系時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)的位置確定不準(zhǔn)確，導(dǎo)致軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)不準(zhǔn)確。 3．小球每次自由滾下時(shí)起始位置不完全相同，導(dǎo)致軌跡出現(xiàn)誤差。 4．確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)不準(zhǔn)確，導(dǎo)致誤差。 5．量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確

8、，導(dǎo)致誤差。 如果平拋軌跡殘缺(即無拋出點(diǎn))仍然可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析： 在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C(如圖所示)，使A、B間及B、C間的水平距離相等，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知A、B間與B、C間所用時(shí)間相等，設(shè)為t，則Δh＝hBC－h(huán)AB＝gt2，所以t＝，所以初速度v0＝＝x。 課堂任務(wù)　典例探究·提升能力 例1　(多選)在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，可以選用如圖所示的各種裝置，則以下操作合理的是(　　) A．選用裝置甲研究平拋物體的豎直分運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球是否同時(shí)落地 B．選用裝置乙并要獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡時(shí)，豎直管上端A一定要低于水面 C．選用裝置丙并

9、要獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡時(shí)，每次不一定從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球 D．除上述裝置外，還可以用數(shù)碼照相機(jī)每秒拍攝15幀鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片以獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 (1)裝置甲是如何研究平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)的？ 提示：A、B小球同時(shí)釋放，落地聲同時(shí)響起，說明平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)。 (2)裝置乙、丙是如何使水平初速度恒定的？除此之外還可以如何獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？ 提示：裝置乙利用A管上端處的壓強(qiáng)恒等于大氣壓，即兩管上端之間壓強(qiáng)差恒定來使水流獲得恒定的水平初速度；裝置丙利用小球從同一位置靜止釋放來獲得相同的水平初速度。除此之外還可用數(shù)碼相機(jī)每秒拍下小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的十幾幀照

10、片，以獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。 [規(guī)范解答]　小球下落的速度很快，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，用眼睛很難準(zhǔn)確判斷出小球落地的先后順序，應(yīng)聽聲音判斷，A不合理；豎直管的上端A應(yīng)低于水面，這是因?yàn)樨Q直管與空氣相通，A處的壓強(qiáng)始終等于大氣壓，不受瓶?jī)?nèi)水面高低的影響，因此可以得到穩(wěn)定的細(xì)水柱，B正確；只有每次從同一位置由靜止釋放鋼球，鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度才相同，C錯(cuò)誤；獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)每秒15幀的照片就等同于做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)在方格紙上描點(diǎn)的方法，同樣可以獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，D正確。 [完美答案]　BD 無論用哪種方式獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，進(jìn)行平拋運(yùn)動(dòng)的研究，都必須找準(zhǔn)起點(diǎn)位置，初速度必須水平。

11、　在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中， (1)為使小球水平拋出，必須調(diào)整斜槽，使其末端的切線成水平方向，檢查方法是________________________________________。 (2)小球拋出點(diǎn)的位置必須及時(shí)記錄在白紙上，然后從這一點(diǎn)畫水平線和豎直線作為x軸和y軸，豎直線是用________來確定的。 (3)某同學(xué)建立的直角坐標(biāo)系如圖所示，設(shè)他在安裝實(shí)驗(yàn)裝置和其余操作時(shí)準(zhǔn)確無誤，只有一處失誤，即是________________________________________________________。 (4)該同學(xué)在軌跡上任取一點(diǎn)M，測(cè)得坐標(biāo)為(x，y)，

12、則初速度的測(cè)量值為________，測(cè)量值比真實(shí)值要________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 答案　(1)將小球放置在槽口處軌道上，小球能保持靜止 (2)重垂線 (3)坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)該是小球在槽口時(shí)球心在白紙上的水平投影點(diǎn) (4)v0＝x　偏大 解析　(1)水平時(shí)小球平衡，放在槽口能靜止不動(dòng)。 (2)用重垂線來確定豎直線最準(zhǔn)確。 (3)描繪小球的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)應(yīng)是描繪球心的位置，因此平拋起點(diǎn)應(yīng)是小球出槽口時(shí)的球心位置，即坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)該是小球在槽口時(shí)球心在白紙上的水平投影點(diǎn)。 (4)根據(jù)x＝v0t，y＝gt2，兩式聯(lián)立得：v0＝x，因?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)靠下，造成y值偏小，從而v0偏大。

13、 例2　某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖所示的物體運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已經(jīng)標(biāo)出，g取10 m/s2，則： (1)小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝________。 (2)開始做平拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)x＝________，y＝________。 (1)a點(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)嗎？ 提示：ab與bc的水平距離相等，若a點(diǎn)為拋出點(diǎn)，則yab∶yac＝1∶4，而圖中yab∶yac＝1∶3，可知a點(diǎn)不是拋出點(diǎn)。 (2)如何求平拋運(yùn)動(dòng)的初速度？ 提示：從a到b與從b到c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，則可利用豎直方向上Δy＝gT2得出相同時(shí)間T，再利用水平方向上xT＝v

14、0T即可求出水平初速度。 (3)如何求出拋出點(diǎn)位置？ 提示：由已知條件易求得b點(diǎn)豎直方向的速度，即可依據(jù)vy＝gty求得拋出點(diǎn)到b點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，再由t＝ty－T，求得從拋出點(diǎn)到a點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。然后由x＝v0t，y＝gt2可知拋出點(diǎn)距a點(diǎn)的水平距離與豎直距離，便可求出拋出點(diǎn)位置。 [規(guī)范解答]　(1)由圖象知，ab與bc的水平距離相等，故從a到b與從b到c的時(shí)間相等。 在豎直方向上Δh＝gT2，得： T＝＝ s＝0.1 s， 則小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 v0＝＝＝2 m/s。 (2)b點(diǎn)豎直方向上的分速度： vby＝＝＝1.5 m/s 小球從拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的時(shí)間： ty＝＝0

15、.15 s。 因此從平拋起點(diǎn)到a點(diǎn)時(shí)間為： t＝ty－T＝0.15 s－0.1 s＝0.05 s 因此從開始到a點(diǎn)水平方向上的位移為： x＝v0t＝2 m/s×0.05 s＝0.1 m＝10 cm， 豎直方向上的位移： y＝gt2＝×10×0.052 m＝0.0125 m＝1.25 cm。 所以開始做平拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)為：x＝－10 cm，y＝－1.25 cm。 [完美答案]　(1)2 m/s　(2)－10 cm?。?.25 cm (1)如果水平位移相同，而豎直方向位移不滿足1∶3∶5的關(guān)系，則此軌跡原點(diǎn)并非拋出點(diǎn)。 (2)原點(diǎn)不是拋出點(diǎn)的軌跡不能用v0＝來計(jì)算初速度，

16、此時(shí)需要先根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律找到豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間的位移，由Δy＝gT2求得T，再由水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)求初速度。 (3)豎直方向的速度確實(shí)很重要，而這個(gè)速度可以由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度求出。如果知道了某時(shí)刻豎直方向速度，既可以求解平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了多久，也可以求此時(shí)刻豎直方向的位移。 　如圖所示是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y1＝5.0 cm、y2＝45.0 cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx為40.0 cm，則平拋小球的初速度v0為________ m/s，若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為

17、60.0 cm，則小球在C點(diǎn)的速度vC為________ m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10 m/s2) 答案　2.0　4.0 解析　豎直方向：y1＝gt，y2＝gt，可得v0＝＝2.0 m/s；運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的豎直分速度vy＝，vC＝＝4.0 m/s。 　試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸射出速度的實(shí)驗(yàn)方法。提供實(shí)驗(yàn)器材：彈射器(含彈丸，如圖所示)、鐵架臺(tái)(帶夾具)、米尺。 ①在方框中畫出實(shí)驗(yàn)示意圖。 ②在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ ③說明實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量有哪些，并在示意圖中用字母標(biāo)出。 ④由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取什么方法？

18、 ⑤寫出初速度的計(jì)算公式。 答案　見解析 解析　根據(jù)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)及平拋運(yùn)動(dòng)的原理可知，使彈丸做平拋運(yùn)動(dòng)，通過測(cè)量下落高度可求出時(shí)間，再測(cè)水平位移可求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。 ①實(shí)驗(yàn)示意圖如圖所示。 ②彈射器必須保持水平，以保證彈丸初速度沿水平方向。 ③應(yīng)測(cè)出彈丸下落的高度y和水平射程x，如圖所示。 ④在不改變高度y的條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)量水平射程x，得出水平射程x的平均值，以減小誤差。 ⑤因?yàn)閥＝gt2，所以t＝ ， 又因?yàn)閤＝v0t，所以v0＝＝。 1．(實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求)(多選)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是(

19、　　) A．安裝斜槽和木板時(shí)，一定要注意木板是否豎直 B．安裝斜槽和木板時(shí)，只要注意小球不和木板發(fā)生摩擦即可 C．每次實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放 D．實(shí)驗(yàn)的目的是描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 答案　ACD 解析　安裝斜槽和木板時(shí)，木板要豎直，以保證描點(diǎn)準(zhǔn)確，A正確，B錯(cuò)誤；為保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，每次實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放，C正確；實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪荄項(xiàng)所述，故D正確。 2.(實(shí)驗(yàn)原理)如圖所示，在粗糙水平桌面上用練習(xí)本做成一個(gè)斜面，使小鋼球從斜面上某一位置滾下，鋼球沿桌面飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)。用刻度尺測(cè)出下列哪一組數(shù)據(jù)可以求出鋼球離開水平桌面時(shí)

20、的速度(　　) A．鋼球在練習(xí)本上滾下的距離、鋼球釋放點(diǎn)離桌面的高度 B．水平桌面的高度、鋼球落地點(diǎn)與桌邊的水平距離 C．鋼球釋放點(diǎn)離桌面的高度、鋼球在水平桌面上運(yùn)動(dòng)的距離 D．鋼球釋放點(diǎn)離桌面的高度、鋼球落地點(diǎn)與桌邊的水平距離 答案　B 解析　鋼球沿桌面飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得y＝gt2，x＝v0t，聯(lián)立解得v0＝x，故要求出鋼球離開水平桌面時(shí)的速度，需測(cè)量水平桌面的高度y、鋼球落地點(diǎn)與桌邊的水平距離x，B項(xiàng)正確。 3.(實(shí)驗(yàn)操作)利用如圖所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，讓小球多次沿同一軌跡運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面說

21、法不正確的是(　　) A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平 B．每次釋放小球的位置必須不同 C．每次必須在斜槽上的同一位置由靜止釋放小球 D．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或坐標(biāo)紙)相接觸 答案　B 解析　要使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽軌道末端必須水平，A正確。要使小球每次拋出的初速度相等，釋放小球時(shí)必須在斜槽上同一位置由靜止釋放，B錯(cuò)誤，C正確。小球離開軌道后，僅受重力作用，不能有摩擦，D正確。 4．(實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，要描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下： A．讓小球多次從________釋放，在一張印有小方格的紙上記下小球經(jīng)過的一系列位置，

22、如圖中a、b、c、d所示。 B．按實(shí)驗(yàn)原理圖安裝好器材，注意________，記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線。 C．取下白紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。 (1)完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。 (2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是________。 (3)已知圖中小方格的邊長(zhǎng)L＝1.25 cm，則小球平拋的初速度為v0＝________(用L、g表示)，其值是________。(取g＝9.8 m/s2) (4)b點(diǎn)的速度vb＝________。(用L、g表示) 答案　(1)同一位置靜止　斜槽末端切線水平 (2)BAC (

23、3)2　0.7 m/s (4) 解析　(1)需讓小球重復(fù)同一個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)多次，才能記錄出小球的一系列位置，故必須讓小球每次由同一位置靜止釋放。斜槽末端切線水平，小球才會(huì)做平拋運(yùn)動(dòng)。 (2)實(shí)驗(yàn)操作順序應(yīng)為安裝調(diào)整、建坐標(biāo)系、畫位置點(diǎn)、描軌跡圖，即為BAC。 (3)由Δy＝aT2得兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T＝， 所以小球的初速度v0＝＝2 代入數(shù)據(jù)得v0＝0.7 m/s。 (4)vby＝＝ 由vb＝得vb＝＝。 5．(實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用如圖所示的裝置，先將斜槽軌道的末端調(diào)成水平，在一塊平木板表面釘上復(fù)寫紙和白紙，并將該木

24、板豎直立于緊靠槽口處，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A。將木板向遠(yuǎn)離槽口方向平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B。又將木板再向遠(yuǎn)離槽口方向平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C。若測(cè)得木板每次移動(dòng)距離x＝10.00 cm，A、B間距離y1＝4.78 cm，B、C間距離y2＝14.58 cm，g取9.8 m/s2。 (1)根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量得小球初速度v0＝________(用題中所給字母表示)。 (2)小球初速度的測(cè)量值為________ m/s。 答案　(1)x　(2)1 解析　

25、由于每次移動(dòng)距離x＝10.00 cm，所以平拋運(yùn)動(dòng)中小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)與從B點(diǎn)到C點(diǎn)的時(shí)間相同，設(shè)此時(shí)間為t。由于y2－y1＝gt2，所以t＝，故小球初速度v0＝＝x＝1 m/s。 6．(綜合提升)(1)平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：①水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；②豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。如圖甲所示為研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，現(xiàn)把兩個(gè)小鐵球分別吸在電磁鐵C、E上，然后切斷電磁鐵C的電源，使一個(gè)小鐵球從軌道A射出，并在射出時(shí)碰到碰撞開關(guān)S，使電磁鐵E斷電釋放它吸著的小鐵球，兩鐵球同時(shí)落到地面。這個(gè)實(shí)驗(yàn)(　　) A．只能說明上述規(guī)律中的第①條 B．只能說明上述規(guī)律中的第②條 C．不能說明上述規(guī)

26、律中的任何一條 D．能同時(shí)說明上述兩條規(guī)律 (2)做雜技表演的汽車從高臺(tái)水平飛出，在空中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后著地。一架相機(jī)通過多次曝光，拍攝得到汽車在著地前后一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)照片，如圖乙所示(虛線為正方形格子)。已知汽車長(zhǎng)度為3.6 m，相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔相等，第三個(gè)像是剛好著地的時(shí)刻，由照片可以推算出汽車離開高臺(tái)時(shí)的瞬時(shí)速度大小為________ m/s，高臺(tái)離地面的高度為________ m(取g＝10 m/s2)。 答案　(1)B　(2)12　11.25 解析　(1)由于左端小鐵球平拋的同時(shí)，右端小鐵球開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，且兩球同時(shí)落地，說明平拋的小鐵球在豎直方向上和右端小鐵球

27、做同樣的運(yùn)動(dòng)，即做自由落體運(yùn)動(dòng)，但無法說明平拋小鐵球在水平方向的運(yùn)動(dòng)，故B正確。 (2)汽車在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，由Δh＝gT2可得， 兩次曝光的時(shí)間間隔為 T＝ ＝ ＝ s＝0.6 s 前三個(gè)像中，第二個(gè)像位置車的豎直速度為 vy＝＝ m/s＝9 m/s 汽車從開始平拋運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)像位置的豎直位移為 h1＝＝ m＝4.05 m 從拋出點(diǎn)到地面的高度為 h2＝h1＋2l＝(4.05＋2×3.6) m＝11.25 m 水平初速度v0＝＝ m/s＝12 m/s。 7．(綜合)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中， (1)圖甲是用橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球經(jīng)過的位置，確定平

28、拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的________在坐標(biāo)紙上的投影點(diǎn)。 A．球心 B．球的上端 　　C．球的下端 在此實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是________。 A．斜槽軌道必須光滑 B．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些 C．用光滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來 D．y軸的方向根據(jù)重垂線確定 (2)圖乙是利用圖甲裝置拍攝小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片，由照片可判斷實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤的是________。 A．釋放小球時(shí)初速度不為0 B．釋放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切線不水平 (3)圖丙是利用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的裝置，其中正確的是________。 答案

29、　(1)B　BD　(2)C　(3)B 解析　(1)由題干中確定小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法及實(shí)驗(yàn)原理知，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球的上端在坐標(biāo)紙上的投影點(diǎn)，所以選B。實(shí)驗(yàn)過程中，斜槽軌道不要求光滑，只要能夠保證小球從同一位置靜止釋放，即使軌道粗糙，離開斜槽末端的速度也是一樣的，所以A錯(cuò)誤；記錄點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些，能夠保證描點(diǎn)所得的軌跡更平滑，B正確；描點(diǎn)時(shí)與平滑曲線偏差過大的點(diǎn)需舍去，C錯(cuò)誤；y軸必須是豎直方向，用重垂線確定，即D正確。 (2)由題圖可知斜槽末端切線不水平，才會(huì)造成小球做斜拋運(yùn)動(dòng)，C符合題意。 (3)插入瓶中的豎直細(xì)管的上端管口處壓強(qiáng)等于大氣壓，當(dāng)它低于液面時(shí)，兩根細(xì)管上端管口處的壓強(qiáng)差保持

30、不變，所以水流流速不會(huì)因瓶?jī)?nèi)水面下降而減小，可保證一段時(shí)間內(nèi)能夠得到穩(wěn)定的細(xì)水柱，所以選B。 8. (實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與誤差分析)如圖所示，研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測(cè)得小球的水平初速度和飛行時(shí)間，底板上的標(biāo)尺可以測(cè)得水平位移。保持水平槽口距底板高度h＝0.420 m不變。改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置，測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0、飛行 時(shí)間t和水平位移d，記錄在表中。 (1)由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時(shí)，小球水平位移d與其初速度v0成________關(guān)系，與________無關(guān)。 v0(m/s) 0.741 1.034 1.318

31、 1.584 t(ms) 292.7 293.0 292.8 292.9 d(cm) 21.7 30.3 38.6 46.4 (2)一位同學(xué)計(jì)算出小球飛行時(shí)間的理論值t理＝＝ s＝289.8 ms，發(fā)現(xiàn)理論值與測(cè)量值之差約為3 ms。經(jīng)檢查，實(shí)驗(yàn)及測(cè)量無誤，其原因是________________________________。 (3)另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后，另做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，竟發(fā)現(xiàn)測(cè)量值t′依然大于自己得到的理論值t理′，但二者之差在3～7 ms之間，且初速度越大差值越小。對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的安裝進(jìn)行檢查，確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平，則導(dǎo)致偏差的原因可能是________________________________。 答案　(1)正比　飛行時(shí)間t (2)計(jì)算時(shí)重力加速度取值(10 m/s2)大于實(shí)際值 (3)見解析 解析　(1)由題表中數(shù)據(jù)可知，h一定時(shí)，小球的水平位移d與初速度v0成正比關(guān)系，與飛行時(shí)間t無關(guān)。 (2)該同學(xué)計(jì)算時(shí)重力加速度取的是10 m/s2，一般情況下應(yīng)取9.8 m/s2，從而導(dǎo)致約3 ms的偏差。 (3)小球飛過光電門需要時(shí)間；光電門傳感器置于槽口的內(nèi)側(cè)；空氣阻力有影響等。 - 17 -