实验：研究平抛运动
1.(多选)(2017·常德高一检测)在“研究平抛运动”的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测的数据有 ( )
A.小球开始滚下的高度
B.小球在空中飞行的时间
C.运动轨迹上某点P的水平坐标
D.运动轨迹上某点P的竖直坐标
【解析】选C、D。由平抛运动规律,竖直方向y=gt2,水平方向x=v0t,因此v0=x,可见只要测得轨迹上某点P的水平坐标x和竖直坐标y,就可求出初速度v0,故C、D正确。
2.(多选)在“研究平抛物体的运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置是(设小球半径为r) ( )
A.斜槽口末端O点
B.小球在槽口时,球心在木板上的投影点
C.槽口O点正前方r处
D.小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处
【解析】选B、D。小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,而是球的球心在槽口上方时,球心在板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的位置高一些,确定该投影点的位置用选项B、D的说法即可。
3.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: 世纪金榜导学号35684011
A.让小球多次从____________滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。
B.安装好器材,注意_______________,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
(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________。
【解析】(1)该实验中要保证每次小球做平抛运动的轨迹相同,这就要求小球平抛的初速度相同,而且初速度是水平的,因此在具体实验操作中要调整斜槽末端水平,方木板竖直且板面与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端放置,同时让小球多次从同一位置无初速度地释放。
(2)实验操作中要先安装仪器,然后进行实验操作,故实验顺序为BAC。
答案:(1)同一位置无初速度 调整斜槽末端水平,方木板竖直且与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端 (2)BAC
4.如图甲是研究平抛运动的实验装置图,图乙是实验后在白纸上作的图。 世纪金榜导学号35684012
(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴,并说明这两条坐标轴是如何作出的。
答:________________________。
(2)固定斜槽轨道时应注意使____________________。
(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹,实验中应注意_____________________________________。
(4)计算小球平抛初速度的公式v0=________,根据图乙给出的数据,可计算出v0=________m/s。
【解析】(1)从O点开始作平行重垂线向下的直线为Oy轴,再垂直于Oy作Ox轴。如图所示。
(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向,应调整斜槽使底端切线沿水平方向。
(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致,要求它的初速度相同,故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下。
(4)由于x=v0t,y=gt2,故初速度v0=x,根据图乙给出的数据,可计算出v0=1.6m/s。
答案:(1)图见解析 利用重垂线作Oy轴,再垂直于Oy作Ox轴
