2022年(老高考)人教版物理一轮复习课件:实验5 研究平抛运动.pptx
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1、第四章 曲线运动曲线运动 万有引力与航天万有引力与航天 实验五 研究平抛运动 1 实验知识自主回顾 2 核心考点重点突破 3 2年高考1年模拟 1 实验知识自主回顾 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 一一、实验目的实验目的 1用实验的方法描绘出平抛运动的轨迹用实验的方法描绘出平抛运动的轨迹。 2用实验轨道求解做平抛运动物体的初速度用实验轨道求解做平抛运动物体的初速度。 知识点知识点1 力的分类力的分类 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 二二、实验原理实验原理 使小球做平抛运动,利用描点法描绘出小球的运动轨迹,建立坐标使
2、小球做平抛运动,利用描点法描绘出小球的运动轨迹,建立坐标 系,测出轨迹曲线上某一点的坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标 x 和和 y,由公式:,由公式:xv0t 和和 y1 2gt 2, , 解得解得 v0 x g 2y。 。 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 三、实验器材三、实验器材 斜槽斜槽(带小球带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、 铅笔、刻度尺。铅笔、刻度尺。 谨记部分器材用途谨记部分器材用途 斜槽斜槽 使小球获得相同的水平初速度使小球获得相同的水平初速度 木板和白纸木板和白纸
3、记录小球做平抛运动时的落点位置记录小球做平抛运动时的落点位置 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 四四、实验步骤实验步骤 1按实验原理图甲安装实验装置按实验原理图甲安装实验装置,使斜槽末端水平使斜槽末端水平。 2以斜槽水平部分端口上小球球心位置为坐标原点以斜槽水平部分端口上小球球心位置为坐标原点O,过过O点画出点画出 竖直的竖直的y轴和水平的轴和水平的x轴轴。 3使小球从斜槽上同一位置由静止滚下使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经把笔尖放在小球可能经 过的位置上过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置标记为一
4、点用铅笔在该位置标记为一点。 用同样的方法用同样的方法,在小球运动轨迹上描下若干点在小球运动轨迹上描下若干点。 4将白纸从木板上取下将白纸从木板上取下,从从O点开始连接画出的若干点描绘出一条点开始连接画出的若干点描绘出一条 平滑的曲线平滑的曲线,如实验原理图乙所示如实验原理图乙所示。 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 五五、数据处理数据处理 1判断平抛运动的轨迹是不是抛物线判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 (1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则应以抛出点为坐标原点建则应以抛出点为坐标原点建 立直角坐标系立直角坐标系,且轨迹上各
5、点的坐标满足且轨迹上各点的坐标满足yax2的关系的关系,且同一运动轨且同一运动轨 迹上迹上a是一个特定的值是一个特定的值。 (2)验证方法验证方法 方法一:代入法方法一:代入法 用刻度尺测量几个点的用刻度尺测量几个点的x、y坐标坐标,分别代入分别代入yax2中求出常数中求出常数a,判判 断断a值在误差允许的范围内是否为一常数值在误差允许的范围内是否为一常数。 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 方法二:图像法方法二:图像法 建立建立yx2坐标系坐标系,根据所测量的各个点的根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对坐标值分别计算出对 应应y值的值的x2值值,
6、在在yx2坐标系中描点坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上连接各点看是否在一条直线上, 并求出该直线的斜率即为并求出该直线的斜率即为a的值的值。 2计算平抛运动的初速度 计算平抛运动的初速度 (1)平抛运动轨迹完整平抛运动轨迹完整(即含有抛出点即含有抛出点) 在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移 x 及竖直位移及竖直位移 y, 就可求出初速度就可求出初速度 v0。因。因 xv0t,y1 2gt 2,故 ,故 v0 x g 2y。 。 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 (2)平抛运动轨迹残缺平抛运动轨迹残缺
7、(即无抛出点即无抛出点) 如图所示,在轨迹上任取三点如图所示,在轨迹上任取三点 A、B、C,使,使 A、B 间及间及 B、C 间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知,间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知, A、B 间与间与 B、C 间所用时间相等,设为间所用时间相等,设为 t,则,则 hhBC hABgt2,所以,所以 t hBChAB g ,初速度,初速度 v0 x t x g hBChAB。 。 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 六六、误差分析误差分析 1斜槽末端没有调节成水平状态斜槽末端没有调节成水平状态,导致初速度未沿水平方向导致初速度未沿水平方
8、向。 2坐标原点不够精确等坐标原点不够精确等。 七七、注意事项注意事项 1固定斜槽时固定斜槽时,要保证斜槽末端的切线水平要保证斜槽末端的切线水平,保证小球的初速度保证小球的初速度 沿水平方向沿水平方向。 2固定木板时固定木板时,木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在 的竖直平面平行的竖直平面平行,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 3为保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放为保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放,可在斜槽上可在斜
9、槽上 某一位置固定一个挡板某一位置固定一个挡板。 4要在斜槽上适当高度释放小球要在斜槽上适当高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛使它以适当的水平初速度抛 出出,其轨迹由木板左上角到达右下角其轨迹由木板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差这样可以减小测量误差。 5坐标原点不是槽口的端点坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的应是小球出槽口时球心在木板上的 投影点投影点。 6计算小球的初速度时计算小球的初速度时,应选距抛出点稍远一些的点为宜应选距抛出点稍远一些的点为宜,以便以便 于测量和计算于测量和计算。 2 核心考点重点突破 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航
10、天通八达 返回导航 (2020 四川峨眉二中月考四川峨眉二中月考)在在“研究物体平抛运动研究物体平抛运动”的实验的实验 中中,如图甲所示装置可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度如图甲所示装置可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度。 (1)实验简要步骤如下实验简要步骤如下,补全横线处内容:补全横线处内容: 考点一考点一 教材原型实验教材原型实验 例例1 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 A让小球多次从让小球多次从_位置滚下位置滚下,记下小球穿过卡片孔的记下小球穿过卡片孔的 一系列位置一系列位置。 B安装好器材安装好器材,注意注意_,记下斜槽末端记下斜槽
11、末端O点点 和过和过O点的竖直线点的竖直线。 C测出曲线上某点的坐标测出曲线上某点的坐标x、y。 D取下白纸取下白纸,以以O为原点为原点,以水平线和竖直线为轴建立坐标系以水平线和竖直线为轴建立坐标系 xOy,用平滑曲线画平抛轨迹用平滑曲线画平抛轨迹。 (2)上述实验步骤的合理顺序是上述实验步骤的合理顺序是_。 斜槽的同一斜槽的同一 斜槽的末端切线水平斜槽的末端切线水平 BADC 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 (3)如图乙所示如图乙所示,是一个小球做平抛运动的闪光照相相片的一部分是一个小球做平抛运动的闪光照相相片的一部分, 图中方格的边长均为图中方格的边
12、长均为5 cm,如果取如果取g10 m/s2,则小球运动中水平分速则小球运动中水平分速 度的大小是度的大小是_ m/s。 解析解析 (1)让小球从斜槽的同一位置由静止滚下让小球从斜槽的同一位置由静止滚下,保证小球平抛运保证小球平抛运 动的初速度相同;安装好器材动的初速度相同;安装好器材,注意让斜槽末端切线水平注意让斜槽末端切线水平,保证小球初保证小球初 速度水平速度水平,做平抛运动做平抛运动。 (2)实验过程为先安装实验装置实验过程为先安装实验装置,然后让小球从斜槽的同一位置多次然后让小球从斜槽的同一位置多次 滚下滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置记下小球穿过卡片孔的一系列位置,然后取下白纸
13、画平抛轨迹然后取下白纸画平抛轨迹, 最后根据轨迹建立坐标系求解最后根据轨迹建立坐标系求解,故顺序为故顺序为BADC。 1.5 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 (3)在竖直方向上有在竖直方向上有 hgt2, 其中其中 h(53)5 cm10 cm0.1 m, 代入求得代入求得 t 0.1 10 s0.1 s, 小球在水平方向匀速运动,有小球在水平方向匀速运动,有 sv0t,其中,其中 s3l15 cm0.15 m。 代入解得代入解得 v00.15 0.1 m/s1.5 m/s。 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 (20
14、20 湖南长沙一中月考湖南长沙一中月考)某小组设计了一个研究平抛运动某小组设计了一个研究平抛运动 的实验装置的实验装置,在抛出点在抛出点O的正前方的正前方,竖直放置一块毛玻璃竖直放置一块毛玻璃。他们利用不他们利用不 同的频闪光源同的频闪光源,在小球抛出后的运动过程中光源闪光在小球抛出后的运动过程中光源闪光,会在毛玻璃上出会在毛玻璃上出 现小球的投影点现小球的投影点,在毛玻璃侧面用照相机进行多次曝光在毛玻璃侧面用照相机进行多次曝光,拍摄小球在毛拍摄小球在毛 玻璃上的投影照片如图甲所示玻璃上的投影照片如图甲所示,小明在小明在O点左侧用水平的平行光源照点左侧用水平的平行光源照 射射,得到的照片如图丙
15、所示;如图乙所示得到的照片如图丙所示;如图乙所示,小红将一个点光源放在小红将一个点光源放在O点点 照射重新实验照射重新实验,得到的照片如图丁所示得到的照片如图丁所示。已知光源的闪光频率均为已知光源的闪光频率均为31 Hz,光源到玻璃的距离光源到玻璃的距离L1.2 m,两次实验小球抛出时的初速度相等两次实验小球抛出时的初速度相等。 根据上述实验可求出:根据上述实验可求出:(结果均保留两位小数结果均保留两位小数) 考点二考点二 实验拓展创新实验拓展创新 例例2 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 (1)重力加速度的大小为重力加速度的大小为_ m/s2,投影点经过
16、图丙中,投影点经过图丙中 M 位置时位置时 的速度大小为的速度大小为_ m/s。 (2)小球平抛时的初速度大小为小球平抛时的初速度大小为_ m/s。 9.61 0.62 9.30 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引力与航天通八达 返回导航 解析解析 (1)若用平行光照射,则根据球在毛玻璃上的投影可求出小若用平行光照射,则根据球在毛玻璃上的投影可求出小 球竖直方向上的位移,由球竖直方向上的位移,由 hgT2得得 g9.61 m/s2, 投影点经过图丙中投影点经过图丙中 M 位置时的速度大小位置时的速度大小 vg2 f 0.62 m/s。 高考一轮总复习 物理 第四章 曲线运动 万有引
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