1、2012屆高三物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案四、曲線運動（5）實驗：探究平拋物體的運動【實驗?zāi)康摹?1用實驗方法描出平拋物體的運動軌跡。2從實驗軌跡求平拋物體的初速度?！緦嶒炘怼科綊佄矬w的運動可以看作是兩個分運動的合運動：一個是水平方向的勻速直線運動，另一個是豎直方向的自由落體運動。令小球做平拋運動，利用描跡法描出小球的運動軌跡，即小球做平拋運動的曲線，建立坐標(biāo)系，測出曲線上的某一點的坐標(biāo)x和y，根據(jù)重力加速度g的數(shù)值，利用公式y(tǒng)=gt2/2，求出小球的飛行時間t，再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度，即為小球做平拋運動的初速度。【實驗器材】斜槽，豎直固定在鐵架臺上的木板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡

2、片，刻度尺，重錘線?！緦嶒灢襟E】1安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球_靜止，就表明水平已調(diào)好。2調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實驗的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。3確定坐標(biāo)原點O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時球心在圖板上的水平投影點O，O點即為坐標(biāo)原點。4描繪運動軌跡：使小球由斜槽的某一固定位置_，由O點開始做平拋運動，用眼睛粗略地確定做平拋運動的小球在某一x值處對應(yīng)的

3、_。 5計算初速度：以O(shè)點為原點畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸（過O點作y軸的垂線），并在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個不同的點，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y，用公式_和_計算出小球的初速度v0，最后計算出v0的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)?！咀⒁馐马棥?實驗中必須保持通過斜槽末端點的切線水平，方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運動靠近圖板但不接觸。2小球必須每次從斜槽上同一位置滾下。3坐標(biāo)原點（小球做平拋運動的起點）不是槽口的端點，應(yīng)是小球在槽口時，球的球心在木板上的水平投影點。4要在平拋軌道上選取距O點遠些的點計算球的初速度，這樣可使結(jié)

4、果的誤差較小。【典型剖析】例1 （上海市嘉定區(qū)2008年4月模擬）（7分）（1）在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上_。（A）通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平（B）每次釋放小球的位置必須不同（C）每次必須由靜止釋放小球（D）記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴格地等距離下降（E）小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸（F）將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線（2）作出平拋運動的軌跡后，為算出其初速度，實驗中需測量的數(shù)據(jù)有_和_。其初速度的表達式為v0_

5、。（3）某學(xué)生在做“研究平拋運動”的實驗中，忘記記下小球做平拋運動的起點位置O，A為物體運動一段時間后的位置，根據(jù)圖示，求出物體做平拋運動的初速度為（）A、1.0 m/s B、10 m/s C、2.0 m/s D、20 m/s ABSH例2 （上海市長寧區(qū)2008年4月模擬）如圖所示，在研究平拋運動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端（末端水平）時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的與軌道末端等高的小球B同時自由下落改變整個裝置的高度H和改變A球釋放時的初位置做同樣的實驗， 發(fā)現(xiàn)A、B兩球總是同時落地（1）該實驗現(xiàn)象揭示了A球在離開軌道后在_方向上分運動的規(guī)律；（2）該實驗裝置的設(shè)計思想所體現(xiàn)的

6、物理思維方法和實驗方法是_和_ 例3 （2006年上海物理）利用單擺驗證小球平拋運動規(guī)律，設(shè)計方案如圖6（a）所示，在懸點O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點到木板的距離OOh（hL）。（1）電熱絲P必須放在懸點正下方的理由是：_。（2）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點，OCs，則小球做平拋運動的初速度為v0_。（3）在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角q，小球落點與O點的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實驗，以s2為縱坐標(biāo)、cosq為橫坐標(biāo)，得到如圖6（b）所示圖像。則當(dāng)q30時，s為

7、 _m；若懸線長L1.0m，懸點到木板間的距離OO為_m。例4（2007年南通高考考前熱身訓(xùn)練）某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗裝置，如圖3所示。在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過桌邊后便做平拋運動。在鋼球拋出后經(jīng)過的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過豎直標(biāo)尺讀出，木板可以上下自由調(diào)節(jié)。在木板上固定一張白紙。該同學(xué)在完成裝置安裝后進行了如下步驟的實驗：圖 3A在白紙上畫一條直線，并在線上標(biāo)出a、b、c三點，且ab=bc，如圖3。量出ab長度L=20.00cm。B讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中a點，記下此

8、時木板與桌面的高度差h1=h。C讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中b點，記下此時木板與桌面的高度差h2= h +10.00（cm）。D讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中c點，記下此時木板與桌面的高度差h3= h +30.00（cm）。則該同學(xué)由上述測量結(jié)果即可粗測出鋼球的平拋初速度大小vo= m/s，鋼球擊中b點時其豎直分速度大小為vby= m/s。已知鋼球的重力加速度為g=10m/s2，空氣阻力不計。 【訓(xùn)練設(shè)計】1、一個同學(xué)做“研究平拋物體運動”的實驗，只在紙上記下重錘線y方向，忘記在紙上記下斜槽末端位置，并只在坐標(biāo)紙上描出如

9、圖所示曲線，現(xiàn)在我們可以在曲線上取A、B兩點，用刻度尺分別量出它們到y(tǒng)的距離AA=x1，BB=x2，以及AB的豎直距離h，從而求出小球拋出的初速度v0為（ ）A、 B、C、 D、2、衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質(zhì)量。假設(shè)某同學(xué)根據(jù)這種環(huán)境設(shè)計了如圖所示的裝置(圖中O為光滑的小孔)來間接測量小物塊的質(zhì)量：給待測小物塊一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運動。設(shè)航天器中有基本測量工具。（1）小物塊與桌面間的摩擦力可以忽略不計，原因是_（2）實驗時需要測量的物理量是_（3）待測物塊質(zhì)量的表達式為m_3、（揚州期末調(diào)研）如圖甲所示為測量電動機轉(zhuǎn)動角速度的實驗裝置，半徑不大的圓形卡紙固定在電動機轉(zhuǎn)軸上，在電動機的帶動下勻速轉(zhuǎn)動在圓形卡紙的旁邊安裝一個改裝了的電火花計時器電火花計時器（甲） （乙） （丙）下面是該實驗的實驗步驟：使電火花計時器與圓形卡紙保持良好接觸；啟動電動機，使圓形卡紙轉(zhuǎn)動起來； 接通電火花計時器的電源，使它工作起來；關(guān)閉電動機，拆除電火花計時器；研究卡紙上留下的一段痕跡（如圖乙所示），寫出角速度的表達式，代入數(shù)據(jù)，得出的測量值。要得到角速度的測量值，還缺少一種必要的測量工具，它是_A 秒表 B 游標(biāo)卡尺 C 圓規(guī) D 量角器寫出的表達式，并指出