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平抛运动特点的探究过程

知识点详情

平抛运动特点的探究过程知识点包括探究平抛运动竖直分运动的特点、探究平抛运动水平分运动的特点、注意事项、误差分析等部分,有关平抛运动特点的探究过程的详情如下:

步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点

实验器材

小锤,2个金属小球,平抛运动仪,频闪照相机.

①弹性金属片 ②小球A ③平抛运动仪 ④小球B

⑤小锤

实验过程

(1)用小锤敲击弹性金属片,小球A沿水平方向飞出,做平抛运动;同时小球B被释放,做自由落体运动,观察两球的运动轨迹,比较它们落地时间的先后.

(2)改变敲击弹性金属片的力度,从而改变A球的水平初速度.判断并观察比较两球落地的时间和运动轨迹.

(3)观察结果:可以观察到两个小球同时落地.改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,两个小球仍同时落地.

(4)实验结论:平抛运动的竖直分运动是自由落体运动.

实验也可以通过听两个小球落地声音来判断两个小球是否同时落地,若两个小球落地时只有一个声音,表明两个小球同时落地.

步骤2:探究平抛运动水平分运动的特点

实验器材

平抛运动实验器,小钢球,刻度尺,白纸,复写纸,2块三角板,铅笔.

实验过程

(1)按照如图所示安装实验装置.

(2)将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上.

(3)调节斜槽M末端水平.

(4)让钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动.钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹.

(5)上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置.

(6)用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球做平抛运动的轨迹.

(7)根据轨迹确定水平分运动的规律.

①根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分运动的自由落体运动规律,取“相等的时间间隔”.

根据自由落体运动的位移公式h2(1)gt2我们可以得出,在相邻相等的时间间隔内物体所发生的位移之比为1:3:5:…:(2n+1),那么我们就可以从坐标系的纵轴上选取长度分别为h,3h,5h的相邻线段,即选取纵坐标分别为h,4h,9h的三个点,如图所示.

②在平抛的轨迹上找出水平分运动在相邻相等的时间间隔里所到达的位置,例如OABC等点,就找出了水平分运动在相邻相等的时间间隔内所发生的位移.

③相等时间内水平方向的位移在实验误差允许的范围内相等,进而确定水平分运动的规律是匀速直线运动.

注意事项

(1)为了保证实验精度,必须保证背板处于竖直平面内,使平抛轨道的平面靠近板面。

(2)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止落下.

(3)坐标原点:坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在背板上的投影点.

误差分析

(1)安装斜槽时,其末端不水平.

(2)钢球做平抛运动时受空气阻力影响.

(3)钢球每次滚下的初位置不相同.

(4)建立坐标系时,误将斜槽口在背板上的投影点作为坐标原点.

典型例题
【第1题】  

 (多选)在做“探究平抛运动”的实验时,让小球多次从同一高度释放,沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动的轨迹,下面列出了一些操作要求,正确的是(  )

A.调节斜槽的末端保持水平

B.每次释放小球的位置必须不同

C.小球运动时不应与木板上的白纸(方格纸)相接触

D.将小球的位置记录在白纸上后,取下白纸,用直尺将点连成折线

【第2题】  

某同学用如图所示的装置研究平抛运动.在实验中,小球每次都从斜面上的同一高度下落,而放有复写纸和白纸的木板离水平桌面的高度依次调为h、2h、3h,根据小球撞击木板时在白纸上留下的点迹,可得小球平抛时的水平位移分别为x1x2x3,已知平抛运动在竖直方向的运动规律与自由落体运动相同,则(  )

A.若x1: x2:x3=1:2:3,则能说明小球在水平方向做匀速直线运动

B.若,则能说明小球在水平方向做匀速直线运动

C.若x1:x2:x3=1:4:9,则能说明小球在水平方向做匀速直线运动

D.若x3x2x2x1,则能说明小球在水平方向做匀速直线运动

【第3题】  

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.

(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________________________________________________________________________

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(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了________________________________________________________________________

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