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第八章 力學(xué)實驗專題
第5節(jié) 探究平拋運動的規(guī)律
【學(xué)習(xí)目標】
1、能說出怎樣用實驗的方法描繪平拋運動的軌跡；
2、能分析物體在水平和豎直方向的運動特點；
3、能根據(jù)平拋運動的軌跡計算平拋運動的初速度。
【知識準備】
實驗一：為了研究平拋物體的運動，可做右圖的實驗：
用小錘擊打彈性金屬片，使A球水平飛出，同時松開
B球，使其做自由落體運動。得到的頻閃照片顯示，兩球
下落高度總是相同，說明 。
實驗二：用描記法描繪平拋運動的軌跡：
1、實驗器材：斜槽、小球、 、鐵架臺、白紙、
圖釘、 、三角板、鉛筆、 。
2、實驗步驟：
（1）安裝調(diào)平：裝帶有斜槽軌道的木板固定在實驗桌上，其末端伸出桌面外，軌道末端切線 。
（2）建坐標系：用圖釘將坐標紙固定于豎直木板
的左上角，把木板調(diào)整到豎直位置，使板面與小球
的運動軌跡所在平面平行且靠近，把小球放在槽口
處，用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時 所
在木板上的投影點O，O點即為坐標原點，沿 的方向畫出過坐標原點的豎直線，作為y軸，過O點畫出水平向右的x軸。
（3）確定位置：將小球從斜槽上 位置由 滑下，小球從軌道末端射出，把筆尖放在 位置上，然后讓小球由 位置自由滾下，如果小球運動中碰到筆尖，就在坐標紙上用鉛筆記下該點。用同樣的方法確定軌跡上其他各點的位置。
（4）描繪軌跡：取下坐標紙，從O點開始作出一條 ，即得到小球平拋運動軌跡。
3、注意問題：
（1）為什么安裝斜槽時，其末端切線必須水平？怎樣調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平？
（2）為什么每次實驗小球都要從同一位置由靜止滑下？
（3）槽口末端點是不是小球做平拋運動的起點O？
（4）斜槽軌道的摩擦對實驗是否有影響？
4、平拋運動的基本公式：
（1）速度公式：
（2）位移公式：
5、勻變速直線運動的推論：做勻變速直線運動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差Δx相等，且Δx＝ 。
【小試牛刀】
1、在描繪平拋運動軌跡的實驗中，下列說法正確的有（ ）
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相同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸
E．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線
2、在“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中，簡要的實驗步驟如下：
A．讓小球多次從________位置由 滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。
B．安裝器材，注意斜槽末端 ，記下平拋初位置O點和過O點的豎直線。
C．取下白紙，以O(shè)為原點，以豎直線為y軸建立坐標系，用平滑曲線畫出平拋運動物體的軌跡。
(1)完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。
(2)上述實驗步驟的合理順序是 。
【我的收獲】
【自我評價】
3、“研究拋物體的運動規(guī)律”實驗的裝置如圖甲所示。鋼球從斜槽上滾下，經(jīng)過水平槽飛出后做平拋運動。每次都使鋼球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，在小球運動軌跡的某處用帶孔的卡片迎接小球，使球恰好從孔中央通過而不碰到邊緣，然后對準孔中央在白紙上記下一點。通過多次實驗，在豎直白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置，用平滑曲線連起來就得到鋼球做平拋運動的軌跡。
（1）實驗所需的器材有：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽、小球、重錘線、有孔的卡片，除此之外還需要的一項器材是（ ）
A. 天平 B. 秒表 C. 刻度尺
（2）在此實驗中，小球與斜槽間有摩擦_____（選填“會”或“不會”）使實驗的誤差增大；如果斜槽末端點到小球落地點的高度相同，小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，那么小球每次在空中運動的時間_____（選填“相同”或“不同”）。
（3）如圖乙所示是在實驗中記錄的一段軌跡。已知小球是從原點O水平拋出的，經(jīng)測量A點的坐標為（40cm，20cm），g取10m/s2，則小球平拋的初速度v0= m/s，若B點的橫坐標為xB=60cm，則B點縱坐標為yB= m。
4、在“研究平拋運動”實驗中，某同學(xué)只記錄了小球運動途中的A、B、C三點的位置，取A點為坐標原點，則各點的位置坐標如圖所示，當取g=10m/s2時，
（1）為了準確地描繪出平拋運動的軌跡，下列要求合理的是
A. 小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放
B. 斜槽軌道必須光滑
C. 斜槽軌道末端必須水平
D. 本實驗必需的器材還有刻度尺和秒表
（2）小球平拋的初速度為 m/s。
（3）小球經(jīng)過B點時的速度為 m/s。
（4）小球拋出點的位置坐標（ cm， cm）。
【鞏固練習(xí)】
1、在“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中：
(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)小球拋出點的位置必須及時記錄在白紙上，然后從這一點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)驗證實驗得到的軌跡是否準確的一般方法是：從O點開始，在水平方向從起點處取兩段連續(xù)相等的位移，再作平行于y軸的直線交于曲線兩點，則兩段y軸方向上的位移大小之比為 。
(4)某同學(xué)建立的直角坐標系如圖9所示．假設(shè)他在安裝實驗
裝置和進行其他操作時都準確無誤，只有一處失誤，即是
。
(5)該同學(xué)在軌跡上任取一點M，測得坐標為(x，y)．則初速度的測量值為________，真實值為______________。
2、在用斜槽軌道做“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗時讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡。
(1)為了能較準確地描出運動軌跡，下面列出了一些操作要求，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可以不同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
(2)圖5中A、B、C、D為某同學(xué)描繪的平拋運動軌跡上的幾個點，已知方格邊長為L。則小球的初速度v0＝________，B點的速度大小vB＝__________.(重力加速度為g)。
【我的收獲

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