2020版物理一轮新高考（天津专用）学案 第四章+曲线运动+万有引力与航天+实验五+Word版含解析

实验五　探究平抛运动的特点 1．实验目的 (1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹． (2)用实验轨迹求解平抛物体的初速度． 2．实验原理 使小球做平抛运动，利用描迹法描绘小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式：x＝v0t和y＝gt2，可得v0＝x. 3．实验器材(以斜面小槽法为例) 斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺． 4．实验步骤(以斜面小槽法为例) (1)按图1甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平． 图1 (2)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影点为坐标原点O，用重垂线画出过O点的竖直线作为y轴，画出水平的x轴． (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，将白纸上各点用平滑曲线连起来，如图乙所示． 1．实验注意事项 (1)固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度水平． (2)固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直． (3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板． (4)要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差． (5)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． (6)计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和计算． 2．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是一个确定的值． (2)验证方法： 方法一：代入法 用刻度尺测量几个点的x、y坐标值，分别代入y＝ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数． 方法二：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y值的x2值，在y－x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值． 3．计算平抛运动的初速度 (1)平抛轨迹完整(即含有抛出点) 在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0，因x＝v0t，y＝gt2，故v0＝x . (2)平抛轨迹残缺(即无抛出点) 如图2所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则Δh＝hBC－hAB＝gt2，所以t＝，所以初速度v0＝＝x. 图2 命题点一　教材原型实验 例1　在“探究平抛运动的特点”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度． 图3 (1)实验简要步骤如下： A．如图3所示，安装好器材，注意斜槽末端水平以及平板竖直放置，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是 ． B．让小球多次从 (“同一”或者“不同”)位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置． C．测出曲线上某点的x、y坐标值，(当地重力加速度g已知)用v0＝ 算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值． D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹． (2)研究平抛运动，下面说法正确的是 ． A．使用密度大、体积小的小球 B．必须测出平抛小球的质量 C．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 D．尽量减小小球与斜槽之间的摩擦 答案　(1)让小球置于槽口任一位置，小球均不发生滚动　同一　x 　(2)AC 解析　(1)步骤A中根据平衡，若FN＝G，小球不会滚动，此时FN竖直向上，说明末端水 ... ...