「最新」2020版高中物理 第五章 曲线运动 3 实验：研究平抛运动学案 新人教版必修2-可编辑修改

最新小中高资料 可编辑修改

例3 某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图6甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′、…)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上.实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放.每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图乙所示.

图6

(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________.每次让小球从同一位置由静止释放，是为了

________________________________________________________________________. (2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了________________________. (3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹. 答案 见解析

解析 本实验把小球通过的水平相等位移(即槽间距离d)，巧妙转化为题图中x轴上通过相同的位移(即向纸内侧平移距离d)，而竖直方向确定的落点为竖直位置，因而可画出平抛运动的轨迹.

(1)根据实验设计方案，实验前应对实验装置进行调节，使斜轨道末端切线水平，以保证小球飞出时的速度沿水平方向，小球做平抛运动.每次让小球从同一位置由静止释放的目的是使小球每次做平抛运动的初速度相同，轨迹相同.

(2)每次将B板向内侧平移距离d是为了保持记录纸上每两点之间的水平距离相同. (3)如图所示(注意要用平滑的曲线连接).

【考点】研究平抛运动的创新性实验 【题点】研究平抛运动的创新性实验

最新小中高资料 可编辑修改

5

最新小中高资料 可编辑修改

1.本实验中，把小球的平抛运动的轨迹由纸面内转换到垂直纸面的平面内. 2.B板每向右平移距离d，同时向纸面内侧平移距离d，使转换具有等效性.

1.(实验操作)(多选)在做“研究平抛运动”的实验时，下列说法正确的是( ) A.安装斜槽和木板时，一定要注意木板是否竖直 B.安装斜槽和木板时，只需注意小球不和木板发生摩擦 C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放

D.实验的目的是描绘出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律 答案 ACD

解析 安装斜槽和木板时，必须使斜槽末端切线水平，使木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出小球的运动轨迹，A正确，B错误；小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球初速度不变，C正确；由实验目的可知，D正确. 【考点】研究平抛运动的基础性实验 【题点】实验操作、注意事项和误差分析

2.(实验方案设计)(多选)在探究平抛运动的规律时，可以选用如图7所示的各种装置图，则以下操作合理的是( )

图7

A.选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地 B.选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面

C.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球

D.除上述装置外，还可以用数码照相机每秒拍摄15帧钢球做平抛运动的照片以获得平抛运动的轨迹 答案 BD

解析 小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛看很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A错误；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压强，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；

6

最新小中高资料 可编辑修改

最新小中高资料 可编辑修改

只有每次从同一位置由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得钢球做平抛运动时每秒15帧的照片就等同于做平抛运动实验时在方格纸上描点的方法，同样可以获得平抛运动的轨迹，选项D正确. 【考点】研究平抛运动的基础性实验 【题点】实验原理

3.(实验操作及速度的计算)如图8所示，在“研究平抛运动”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：

图8

A.让小球多次从________释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图中a、b、c、d所示.

B.安装好器材，注意________，记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线.

C.取下方格纸，以O为原点，以水平线为x轴，竖直线为y轴建立直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹.

(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上. (2)上述实验步骤的合理顺序是____________.

(3)已知图中小方格的边长L＝1.25cm，则小球平抛的初速度为v0＝________(用L、g表示)，其值是________.(取g＝9.8m/s)

(4)b点的速度vb＝________.(用L、g表示) 答案 (1)同一位置静止 斜槽末端切线水平 5

(2)BAC (3)2Lg 0.7m/s (4)Lg

2

解析 (1)这种方法，需让小球重复同一个平抛运动多次，才能记录出小球的一系列位置，故必须让小球每次由同一位置静止释放.斜槽末端切线水平，小球才会做平抛运动. (3)由Δy＝gT得相邻两点之间的时间间隔T＝数据得v0＝0.7m/s.

3L3Lg22

(4)vby＝＝，由vb＝vby＋v0

2T2得vb＝9Lg5

＋4Lg＝Lg. 42

2

2

L2L，所以小球的初速度v0＝＝2Lg，代入gT最新小中高资料 可编辑修改 7

最新小中高资料 可编辑修改

【考点】研究平抛运动的基础性实验

【题点】实验操作及用未知抛出点的轨迹求初速度

一、选择题

1.利用如图1所示的装置研究平抛运动的特点，让小球多次沿同一轨迹运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面说法不正确的是( )

图1

A.通过调节使斜槽的末端保持水平 B.每次释放小球的位置必须不同

C.每次必须在斜槽上的同一位置由静止释放小球 D.小球运动时不应与木板上的白纸(或坐标纸)相接触 答案 B

解析 要使小球做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，A正确.要使小球每次抛出的初速度相等，释放小球时必须在斜槽上同一位置由静止释放，B不正确，C正确.小球离开轨道后，仅受重力作用，不能有摩擦，D正确. 【考点】研究平抛运动的基础性实验 【题点】实验操作、注意事项和误差分析

2.在“研究平抛运动”的实验中，为了求小球做平抛运动的初速度，需直接测的数据有(重力加速度g已知)( ) ①小球开始滚下的高度 ②小球在空中飞行的时间 ③运动轨迹上某点P的水平坐标 ④运动轨迹上某点P的竖直坐标 A.①②B.②③C.③④D.①④ 答案 C

12

解析 由平抛运动规律，竖直方向y＝gt，水平方向x＝v0t，因此v0＝x2

g，可见只要测2y得轨迹上某点P的水平坐标x和竖直坐标y，就可求出初速度v0，故C项正确. 【考点】研究平抛运动的基础性实验

最新小中高资料 可编辑修改 8