2018-2019学年高中人教版物理必修二第五章+第3节实验：研究平抛运动+Word版含答案

第3节　实验：研究平抛运动 [知识概要] 一、实验目的 1．用实验的方法描出平抛运动的轨迹． 2．判断平抛运动的轨迹是否为抛物线． 3．根据平抛运动的轨迹求其初速度． 二、实验原理 1．利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹． 2．建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y＝ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线． 3．测出轨迹上某点的坐标x、y，据x＝v0t、y＝gt2得初速度v0＝x·. / 一、实验目的 1．用描迹法描绘平抛运动的轨迹． 2．根据运动轨迹计算平抛运动的初速度． 二、实验装置如图 / 三、实验器材 斜槽轨道、小钢球、木板、坐标纸、图钉、重锤、直尺、三角板、铅笔等． 四、实验步骤 (1)安装斜槽轨道，使其末端保持水平； (2)固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线呈水平方向； (3)以斜槽末端为坐标原点沿重垂线画出y轴； (4)将小球从斜槽上的适当高度由静止释放，用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置； (5)重复步骤(4)，在坐标纸上记录多个位置； (6)在坐标纸上作出x轴，用平滑的曲线连接各个记录点，得到平抛运动的轨迹. / 要点1|平抛运动实验的研究 1．实验过程中的注意事项 (1)保证斜槽末端的切线水平，木板竖直且与小球下落的轨迹平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触； (2)小球每次都从斜槽上同一位置由静止滚下； (3)小球做平抛运动的起点不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的重心在木板上的水平投影点； (4)小球在斜槽上开始滚下的位置高度要适当，以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角． 2．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． (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． 3．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 (1)图象法：建立y-x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应的y值和x2的值，在y-x2坐标系中描点，连接各描点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值． (2)公式法：①以抛出点O为坐标原点，重垂线方向为y轴，水平方向为x轴，建立平面直角坐标系． / ②如图所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…，把线段OA1的长度记为L，那么OA2＝2L，OA3＝3L…，由A1、A2、A3…向下作垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、M3…. ③设轨迹就是一条抛物线，则M1、M2、M3…各点的y坐标与x坐标应该具有的形式为y＝ax2，a是常量． ④用刻度尺测量某点的x、y两个坐标，代入y＝ax2中，求出常量a. ⑤测量其他几个点的x、y坐标，代入上式，看是否满足，如果在误差允许范围内满足，就说明该曲线为抛物线． 典例1　 某同学采用如图所示的装置探究平抛运动的规律：用小锤击打弹性金属片C，使 A球沿水平方向飞出，B球被松开做自由落体运动，可观察的现象是_____；为进一步探究，可以改变_____，多次实验，可观察到同样的现象，这说明_____． / 【思路点拨】　平抛运动水平方向上的规律为匀速直线，竖直方向上的规律为自由落体，根据分运动和合运动具有等时性可知两球同时落地，因水平方向上没有对比，不能反映水平方向上平抛的规律． 【解析】　实验可观察的现象是两球同时落地 ；为进一步探究，可以改变实验装置的离地高度和小锤击打力度，多次实验，可观察到同样的现象，这说明做平抛运动的A球在竖直方向上的分运动为自由落体运动． 【答案】　两球同时落地　实验装置的离地高度和小锤击打力度　做平抛运动的A球在竖直方向上的分运动为自由落体运动 /　如图所示，在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹．实验简要步骤如下： / A．让小球多次从斜槽上_____滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置． B．按图安装好器材，注意_____，记 ... ...