（复习指导）第5章实验6探究平抛运动的特点

1、实验六探究平抛运动的特点.斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端切线水平，将小球放在斜槽末端水平局部，假设能使小球在平直轨道上的任意位置静止，斜槽末端的切线就水平了。.方木板固定：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。.小球释放小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。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。.坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，而是小球出槽口时球心在木板上的 投影点。.初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点。较远的一些点来计算初速度。.安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动产生 误差。.建

2、立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确产生误差。.小球每次自由滚下时的起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差。.确定小球运动的位置时，出现误差。5.量取轨迹上各点的坐标时，出现误差。考点1实验原理与实验操作典例.(2019北京高考)用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对 齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道P。滑下后从。点飞出，落在水平 挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白 纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一 系列痕迹点。(1)以下实验条件必须满足的有A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末端水平C

3、.挡板高度等间距变化D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球为定量研究，建立以水平方向为“轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于。点，钢球的（选轴时轴时填“最上端”“最下端”或“球心”）对应白纸上的位置即为坐标原点；在确定y （选填“需要”或“不需要”）确保y轴与重垂线平行。假设遗漏记录平抛运动轨迹的起始点也可按下述方法处理数据：如图乙所示,在轨迹上取A、B、C三点,A5和的水平间距相等且均为,测得A5和3C的竖直间距分别是山和户，那么心（选填“大于”“等于”或“小于”由可求得钢球平抛的初速度大小为可求得钢球平抛的初速度大小为（当地重力加速度为g,结果用上述字

4、母表示）。（3）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不管它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平 抛物体A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动C.在下落过程中机械能守恒（4）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次 比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造 地球卫星。同样是受地球引力，随着抛出速度的增大，物体会从做平抛运动逐渐 变为做圆周运动，请分析原因。【自主解答】解析：（1）斜槽的作用是提供一个恒定的水平速度，水平速度要求斜槽轨道末 端水平，B正确；速度大小恒定

5、，那么要求应将钢球每次从斜槽上相同的位置无初 速度释放，对斜槽轨道是否光滑无要求，A错误，D正确；记录平抛运动的轨迹 时，对挡板高度变化无要求，C错误。（2）平抛运动的起点是球心对应的位置，确定y轴时，需要确保y轴平行于 重垂线。45和的水平间距相等，由于钢球在水平方向上的运动是匀速直线运动,可推出和的时间间隔相等；竖直方向是匀加速直线运动，贝y=vot+gt29假设竖直初速度为0,位移之比是1 ： 3; A点的竖直速度不为0, 1, y2-yi=gTf炮台的竖直高度一定，炮弹在竖直方向上做自由落体运动，下落时间相同,A、C错误，B正确。(4)物体的初速度较小时，运动范围很小，引力可以看成恒力

6、重力，做平 抛运动；随着物体初速度的增大，运动范围变大，引力不能再看成恒力；当物体 的初速度到达第一宇宙速度时，物体绕地球做圆周运动而成为地球卫星。答案：(1)BD球心需要大于B (4)见解析考点2数据分析与误差分析典例 在研究平抛运动的实验中，某同学只记录了小球运动途中A、B.。三 点的位置，取A点为坐标原点，那么各点的位置坐标如下图(g取10 m/s)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，以下要求合理的是A.A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放B.斜槽轨道必须光滑C.斜槽轨道末端必须水平D.本实验必需的器材还有刻度尺和停表(2)小球平抛的初速度为 m/So(3)小球经过B点时的速度为 m/

7、So(4)小球抛出点的位置坐标为(cm, cm)o【自主解答】解析：(1)为了保证小球做平抛运动的初速度相等，每次应将小球从斜槽上的 同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A正确，B错误；为了保证 小球的初速度水平，斜槽轨道末端必须水平，故C正确；小球平抛运动的时间可 以根据竖直位移求出，不需要停表，故D错误。根据船=且个得y/40-15-1521I。 X1 s=01 s那么平抛运动的初速度为m/s=l m/So(3)小球经过3点时，竖直方向上的分速度为yAc 0*4Vy=2T=2yAc 0*4Vy=2T=2m/s=2 m/s那么B点的速度为Vb=y/viVy = /l2+22 m/s

8、=yj5 m/s。(4)小球运动到B点的时间为Vy 2t= g= IQ s=02s从抛出点到5点的水平位移为x=uoZ=O.2 m=20 cm竖直位移为7=看=0.2 m=20 cm所以小球抛出点位置的横坐标为(1020) cm= 10 cm纵坐标为(1520) cm= 5 cm所以小球抛出点的位置坐标为(-10 cm, 5 cm)o答案：AC (2)1木(4)-10-5考点3实验的改进与创新典例 如下图，将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的高度/i = 0.420m不

9、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加、飞行时间，和水平 位移d,记录在表中。ro/(m*s-1)0.7411.0341.3181.584“ms292.7293.0292.8292.9d/cm21.730.338.646.4(1)由表中数据可知，在人一定时，小球的水平位移d与其初速度00成关系，与 无关。一位同学计算出小球飞行时间的理论值，理=2h 2X0.42010s=289.8ms,发现理论值与测量值之差约为3 mso经检查，实验及测量无误，其原因是(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竟发现测量值f 依然大于自己得到的理论值，理，但二者之差在37 ms之间，且初速度越大差值 越小。对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，那么导致偏差的 原因是 o【自主解答】解析：(1)由题表数据可知，人一定时，小球的水平位移d与初速度。o成正比 关系，与飞行时间，无关。(2)该同学计算时，重力加速度取值为10 m/s2, 一般情况下应取9.8 m/s2,故 导致约3 ms的偏差(3)小球直径过大、小球飞过光电门需要时间或光电门传感器置于槽口的内侧， 均会使测量值大于理论值。答案:正比 飞行时间，(2)计算时重力加速度取值(10 m/s2)大于实际值