为记录平抛运动轨迹.实验室中较常用的方法是教材介绍参考案例2: 利用实验室的斜面小槽等器材装配图所示的装置.钢球从斜槽上同一位置滚下.钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的.设法用铅笔描出小球经过的位置.通过多次实验.在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置.连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹. 该实验所需器材包括:附带金属小球的斜槽.木板及竖直固定支架.白纸.图钉.刻度尺.三角板.重锤.铅笔等. 实验步骤如下: ① 安装调整斜槽 用图钉把白纸钉在竖直板上.在木板的左上角固定斜槽.可用平衡法调整斜槽.即将小球轻放在斜槽平直部分的轨道上.如小球能在任意位置静止.就表明水平程度已调好. ② 调整木板 用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向.并使木板平面与小球下落的竖直面平行.然后把重锤线方向记录到钉在木板上的白纸上.固定木板.使在重复实验的过程中.木板与斜槽的相对位置保持不变. ③ 确定坐标原点 把小球放在槽口处.用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O.O即为坐标原点. ④ 描绘运动轨迹 用铅笔的笔尖轻轻地靠在木板的平面上.不断调整笔尖的位置.使从斜槽上滚下的小球正好碰到笔尖.然后就用铅笔在该处白纸上点上一个黑点.这就记下了小球球心所对应的位置.保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同.用同样的方法可找出小球平抛轨迹上的一系列位置.取下白纸.用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹. 上述实验步骤中我们必须注意以下事项: ① 实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平.方木板必须处在竖直平面内.且与小球运动轨迹所在竖直平面平行.并使小球的运动靠近木板但不接触. ② 小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下.为此.可在斜槽上某一位置固定一个挡板. ③ 坐标原点不是槽口的端点.而应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点.位于槽口末端上方r处(r为小球半径). ④ 应在斜槽上适当的位置释放小球.使它以适当的水平速度抛出.其轨迹由木板的左上角到达右下角.这样可以使实验误差较小. ⑤ 须在斜槽末端用重锤线检查白纸上所画y轴是否竖直. 分运动是匀速直线运动. [课堂训练] 例1 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: A.让小球多次从 位置上滚下.记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置. B.按图安装好器材.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. ⑴ 完成上述步骤.将正确的答案填在横线上. ⑵上述实验步骤的合理顺序是 . 提示 回顾该实验的操作步骤及注意事项.对照分析即得. 解析 : 小结 为研究平抛运动规律.就需先得到平抛运动的轨迹.实验时应注意以下问题:一是保证小球每次平抛初速度相同,二是保证小球初速度分向水平.当然.还需要力求准确地记下小球经过的一系列位置. 例2 如图所示是研究平抛运动的实验装置简图.图是实验后白纸上的轨迹图. ⑴ 说明图中的两条坐标轴是如何作出的. ⑵ 说明判断槽口的切线是否水平的方法. ⑶ 实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹.进行这一步骤时应注意什么? 提示 回顾该实验的操作步骤及注意事项.对照分析即得. 解析 小结 正确画出坐标轴是研究平抛运动特点的必要准备.关键在于利用重垂线画出y轴和确定坐标原点的位置. 例3 如图所示.在研究平抛运动时.小球A沿轨道滑下.离开轨道末端时撞开接触开关S.被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H做同样的实验.发现位于同一高度的A.B两个小球总是同时落地.该实验现象说明了A球在离开轨道后( ) A.水平方向的分运动是匀速直线运动 B.水平方向的分运动是匀加速直线运动 C.竖直方向的分运动是自由落体运动 D.竖直方向的分运动是匀速直线运动 提示 比较A.B两球在竖直方向的运动规律. 解析 小结 解题时千万不可凭主观想象来判断.由题意我们可以知道平抛运动物体在竖直方向的分运动是自由落体运动.但本题中没有任何证据表明其水平方向的运动特点.虽然就结论本身而言选项A是正确的. 例4 如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片.图中A.B.C为三个同时由同一点出发的小球.AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹, BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹,CC′为C球自由下落的运动轨迹.通过分析上述三条轨迹可得出结论: . 提示 比较A.B.C三球的运动规律. 解析 小结 本例提供了探究平抛运动的特点的另一方法.简明且较准确.但需要一定的设备.如有条件.不妨一试. 例5 在“研究平抛物体的运动 的实验中.某同学只在竖直板面上记下了重锤线y的方向.但忘记了平抛的初位置.在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹.如图所示.现在曲线上取A.B两点.量出它们到y轴的距离.AA’=x1.BB’=x2.以及AB的竖直距离h.用这些可以求出求得小球平抛时的初速度为多大? 提示 根据平抛运动的两个分运动的规律.列方程求解. 解析 小结 平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动.竖直方向的分运动为自由落体运动.有此列出方程求解.即可求得其初速度. 例6 在研究平抛运动的实验中.用一张印有小方格的纸记录轨迹.小方格的边长L=1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a.b.c.d所示.则小球平抛的初速度为v0= (用L.g表示).其值是 .(g取9.8m/s2) 提示 因为平抛运动的竖直分运动是自由落体运动.即初速度为零的匀加速直线运动.水平分运动是匀速直线运动.由运动学规律即可求解平抛运动物体的初速度. 解析 小结 充分利用平抛运动的轨迹及其特点是本题求解的关键. [课堂小结]1. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(18分)(1)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示),其值为__________ m/s;小球在b点的速度大小为__________ m/s。(取g=10 m/s2,计算结果全部取2位有效数字),

(2)一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。

①首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。

实验序号

1

2

3

4

5

6

7

8

F/N

2.42

1.90

1.43

0.97

0.76

0.50

0.23

0.06

ω/rad·s-1

28.8

25.7

22.0

18.0

15.9

13.0

8.5

4.3

②通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测Fω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

③在证实了Fω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F r的结论,你认为他们的依据是___________________________________________________________。

④通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=2r,其中比例系数k的大小为__________。(计算结果取2位有效数字)

 

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(18分)(1)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示),其值为__________ m/s;小球在b点的速度大小为__________ m/s。(取g=10 m/s2,计算结果全部取2位有效数字),

(2)一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。

①首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。

实验序号

1

2

3

4

5

6

7

8

F/N

2.42

1.90

1.43

0.97

0.76

0.50

0.23

0.06

ω/rad·s-1

28.8

25.7

22.0

18.0

15.9

13.0

8.5

4.3

②通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测Fω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

③在证实了Fω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F r的结论,你认为他们的依据是___________________________________________________________。

④通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=2r,其中比例系数k的大小为__________。(计算结果取2位有效数字)

 

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(1)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示),其值为__________ m/s;小球在b点的速度大小为__________ m/s。(取g=10 m/s2,计算结果全部取2位有效数字),

(2)一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。

①首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。

实验序号

1

2

3

4

5

6

7

8

F/N

2.42

1.90

1.43

0.97

0.76

0.50

0.23

0.06

ω/rad·s-1

28.8

25.7

22.0

18.0

15.9

13.0

8.5

4.3

②通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测Fω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

③在证实了Fω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F r的结论,你认为他们的依据是___________________________________________________________。

④通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=2r,其中比例系数k的大小为__________。(计算结果取2位有效数字)

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(18分)(1)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示),其值为__________ m/s;小球在b点的速度大小为__________ m/s。(取g=10 m/s2,计算结果全部取2位有效数字),

 

(2)一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。

实验序号

1

2

3

4

5

6

7

8

F/N

2.42

1.90

1.43

0.97

0.76

0.50

0.23

0.06

ω/rad·s-1

28.8

25.7

22.0

18.0

15.9

13.0

8.5

4.3

①首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。

②通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测Fω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

③在证实了Fω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F r的结论,你认为他们的依据是______________________________________________________。

④通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=2r,其中比例系数k的大小为__________。(计算结果取2位有效数字)

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(1)在做“研究平抛物体的运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道滑下,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。为了较准确地描绘出小球的运动轨迹,下面列出了一些操作要求,其中正确的是_________。

A.通过调节使斜槽末端水平

B.每组实验中,每次使小球由斜槽的同一位置由静止滑下

C.为准确描点,小球运动时应与木板上的坐标纸接触

D.将小球的位置记录在纸上,取下坐标纸用直尺将各点连成直线

(2)为测一节干电池B(电动势约1.5 V,内阻约几欧姆)的电动势和内电阻,实验室备有下列器材可供选择:

电流表,测量范围0~10 mA,内阻40 Ω

电压表,测量范围0~3 V,内阻很大

滑动变阻器R,阻值范围0~50 Ω

定值电阻R0,阻值为2 Ω

开关一个以及导线若干

①利用以上器材较准确的进行测量,请在方框中画出实验电路图。(图中器材要用题中相应的符号表示)

②若某两次测量时电流表的读数分别为I1和I2,对应的电压表的读数分别为U1和U2,由此可求得干电池的电动势是_____________;内阻是____________。

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同步练习册答案