2017-2018学年人教版必修二 5.3 实验:研究平抛运动 学案
2017-2018学年人教版必修二 5.3 实验:研究平抛运动 学案第2页

先将斜槽轨道的末端调整至水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C,若测得木板每次移动距离x=10.00 cm,A、B间距离y1=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm.请回答下列问题(g取9.8 m/s2)

(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?

答:________________________________________________________________________.

(2)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度的表达式为v0=________ (用题中所给字母表示).

(3)小球初速度的测量值为________m/s.

考点二:根据平抛运动轨迹求平抛物体的初速度

典型例题:三个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:

  (1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察并听到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明___________________________________________________________________________________________________________。

  

  (2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看做与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是________。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明_______________________________。

  (3)丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片,图中每个小方格的边长为L=1.25 cm,则由图可求得拍摄时每______ s曝光一次,该小球做平抛运动的初速度大小为______ m/s。(g=9. 8 m/s2)

解析:甲图是通过实验来验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动。结论为:平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。

  乙图是通过实验来验证平抛运动的小球在水平方向上做匀速直线运动。现象为:P球击中Q球。结论是:平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。

  丙图是对平抛运动的图象进行分析处理的考查,且设置了一个陷阱:左上角不是平抛运动的起点。由竖直方向的位移之比为1∶2∶3,可判断左上角的那点并不是抛出点,所以在求解时,不能用2L=v0t和L=gt2直接得出答案。

  由题图可知,小球在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动。

Δy=gT2,即L=gT2,T==3.57×10-2 s