实验四正文公开课.docx

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1、2022全品选考复习方案物理浙江省实验四研究平抛运动、实验溯本求源/回顾教材基础达标/一、实验原理使小球做平抛运动，利用描点法描绘小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标X和匕由公式XS 和4屐，可得岛二、实验器材斜槽（带小球）、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、三角板、铅笔、刻度尺.三、实验步骤.安装实验装置如图S4-1甲所示，使斜槽末端水平;.以斜槽末端端口上小球球心的投影位置为坐标原点，过。点画出竖直的y轴和水平的x轴;1 .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过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点，用同样方法，在小球运动路线上描下假设

2、干点；2 .将白纸从木板上取下，从。点开始连接画出的假设干点，描出一条平滑的曲线,如图乙所示.四、实验考前须知.固定斜槽时，要保证斜槽的末端水平,保证小球抛出时的初速度水平.1 .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的竖直平面平行，固定时要用铅垂线检查坐标纸的竖线是否竖 直.2 .为使小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，可在斜槽上某一位置固定一个挡板.3 .要在斜槽上的适当高度处释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，从而使其轨迹由木板左上角到达右下角，减小测量误差.如图乙所示，在实验中记下钢球的平抛初位置。点，用悬挂的重锤确定竖直线.取下白纸，以。为原点以竖直线为y轴以水

3、平线为x轴，建立坐标系，用平滑曲线画出小球的轨迹.如果轨迹是一条抛物线，那么轨迹上任意一点的y坐标与x坐标理论上 应满足y*尤假设设初速度为两,重力加速度为g那么关系式中的a应等于（填选项前的字母）.A.* B.卢VQ2VqC 2 D 用2诏（4M实验小组为了更方便研究平抛运动，他们在实验中用频闪光源代替钢球，频闪光源的频率为50 Hz,抛出后经过画布时在上 面留下了一串反映平抛运动轨迹的点迹（如图丙所示）.将点迹拍照后用软件分析可得到各点的坐标.图中M、必必是频闪光 源平抛运动过程中在画布上留下的三个连续点迹/、以掰的坐标见下表，通过计算可得频闪光源平抛运动的初速度为 m/s,当地的重力加速

4、度为 m/s2.助秘A/cm1.02.03.0y/cm0.401. 192.37该组同学在老师的启发下想进一步探究做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动，利用中的实验装置完成实验并测量相 关数据，通过计算机绘出如图丁所示的匕T图像，并拟合出表达式，图中匕为频闪光源平抛运动竖直方向的分速度.他们通过分 析图像和表达式可以得出的结论是（填选项前的字母）.A.斜槽末端可能不水平B.频闪光源与斜槽之间存在摩擦C.频闪光源在水平方向上做匀速直线运动D.频闪光源在竖直方向上做匀加速直线运动5 .坐标原点不是槽口的端点，而是小球出槽口时球心在木板上的投影点.6 .计算小球水平抛出的初速度时，应选距抛出点稍远一

5、些的点为宜，以便测量和计算.考点互动探究/明确考向精讲透练/考点一实验原理与实验操作例1做平抛运动物体的运动规律可以概括为两点:水平方向做匀速直线运动;雪直方向做自由落体运动.为了研究做平抛运动物体的运动，可做下面的实验:如图S4-2所示，用小锤打击弹性金属片,/1球就会水平飞出，同时球被松开,做自由落体运 动，两球同时落到地面.以下说法正确的选项是（填选项前的字母）.图 S4-2A.只能说明上述规律中的第藻B.只能说明上述规律中的第渊C.不能说明上述规律中的任何一条D.能同时说明上述两条规律研究平抛运动实验的装置如图S4-3所示.以下说法正确的选项是（填选项前的字母）.图 S4-3A.斜槽必

6、须是光滑的,且末端切线调成水平B.每次必须从斜槽同一位置由静止释放小球C.将球的位置记录在坐标纸上后取下坐标纸，用直尺将所有点连成折线D.小球运动时不应与竖直面上的坐标纸相接触考点二数据处理与误差分析L判断曲线是否是抛物线代数计算法:将所测量的各个点的X、y坐标分别代入尸加港计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数.图像法:建立P-V坐标系，根据所测量的各个点的入y值分别计算出与y值对应的f值，在y-f坐标系中描点，连接各点看 是否在一条直线上，求出该直线的斜率即为a值.2 .求平抛运动的初速度假设抛出点很只要读出小球从原点到某时刻的水平位移用从原点到该时刻的竖直位移匕代入=才但求出初速

7、度.假设抛出点未知，但记录点间的时间间隔相等且为刀可以根据竖直方向的匀加速直线运动规律，由求得Z再由水平 方向的匀速直线运动规律修算求得初速度.3 .误差分析斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动.确定小球运动的位置时不准确.量取轨迹上各点坐标时不准确.例2 2020 黄岩中学期末在研究平抛运动的实验中，某同学记录了小球运动过程中经过的4 B、C、D、E、F、G点的位置，相邻两点的时间间隔均为 Z-0.05 s.取力点为坐标原点，以我方向表示水平初速度方向，以号方向表示竖直向下方向， 实验记录如下表.点迹 A B C D E F Gt/s00. 050. 100. 150.200.25

8、0.30x/m00.0240.0510.0730. 0980. 1260. 150jym00.0420. 1080. 1980.3140.4540.617甲图S4Y图S4Y作出xK图像如图S4/甲所示，小球平抛运动的水平初速度大小是 m/s.根据表格中数据可知10 s时，小球的竖直分速度大小是 m/s.以t为横坐标;为纵坐标，作出台-图像如图乙所示,可得直线斜率的数值kA 8,其单位是，该处重力加速度g二 VVm/sJ.变式题如图S4巧所示是研究平抛运动的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹.图 S4-5以下是实验过程中的一些做法,其中合理的是（填选项前的字母）.A.安装斜槽轨道，使其末

9、端保持水平B.每次小球释放的初始位置可以任意选择C.每次小球应从同一高度由静止释放D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点。为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标上图S4-6中广V图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_（填选项字母）.中广V图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_（填选项字母）.yARyMlCD图 S46图S4-7是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，。为平抛的起点，在轨迹上任取三点4 B、C测得4 8两点竖直坐标力为5. 0 cm,%为45. 0皿月、3两点水平间距A x为40 cm那么平抛小球的初速度

10、%为 m/s假设C点的竖直坐标用为60. 0 c叫那么小球在。点的速度匕、为 ni/s.（结果保存两位有效数字,g取10 m/s2）考点三实验创新例3某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置如图S4-8甲所示，力是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（如图甲中、.）槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板3上.实验时依次将8板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放.每打完一点后把3板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得 到的小球在白纸上打下的假设干痕迹点如图乙所示.实验前应对实验装置反复调节，直到.每次让小球从同一位置由静止释放，是为了.每次将,

11、板向内侧平移距离a是为了在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹.变式题用如图S4-9甲所示装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上.钢球沿斜槽轨道尸0滑下后 从0点飞出，落在水平挡板上.由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点.移（填选项前的字母）.（填选项前的字母）.动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点.以下实验条件必须满足的有A.小球每次必须从斜槽上同T立置由静止释放B.斜槽轨道要尽量光滑些C.斜槽轨道末端必须保持水平D.本实验必需的器材还有刻度尺和停表为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系.取平抛运

12、动的起始点为坐标原点,将钢球静置于0点，钢球（选填需要或（选填最上端 最下端或者球心）对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时者不需要）y轴与铅垂线平行.伽利略曾研究过平抛运动，他推断:从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不管它们能射多远，只要下落高度相同，在空中飞行的时间都一样.这实际上是因为平抛物体空中飞行的时间都一样.这实际上是因为平抛物体（填选项前的字母）.A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动C.在下落过程中机械能守恒/考点研析 通法悟道/考点研析 通法悟道/课时巩固训练1. 202。分水高中月考在用如图S4-10甲所示装置做研究平抛运动实验时，除了木板、

13、重垂线、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外，如图乙所示的器材中还需要的是图钉、坐标纸之外，如图乙所示的器材中还需要的是（选填AC或 ）.丙SS4-10用如图丙所示装置研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下,离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球夕同时自由下落.改变整个装置的高度做同样的实验,发现位于同一高度的4方两球总是同时落地.该实验现象说明了/球在离开轨道后（填选项前的字母）.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你认为改变整个装置的高度做同样的实验这一步骤的物理意义在

14、于（填选项前的字母）.A.通过屡次实验以减少实验误差B.必要的步骤，否那么不能得到有关的实验结论C.不必要的步骤，前面的过程已经能验证有关的实验结论D.必要的步骤，更多的步骤可得到更多的结论2 .做平抛运动的物体的运动规律可以用如图S4-11所示的实验形象描述.小球从坐标原点。水平抛出，做平抛运动.两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个影子.影子1做 运动，影子2做 运动.影子1一平 口一平 口*影子2、，7rh t t t t平行光图 S4-11假设在点放一点光源S同时在x轴上某位置固定一平行于y轴的足够大光屏，那么小球自。点平抛过程中，在光屏上的影子做 运

15、动.如图S4T2甲所示是研究小球在斜面上做平抛运动的实验装置，每次将小球从弧形轨道同一位置由静止释放,并逐渐改变斜 面与水平地面之间的夹角。，获得不同的水平射程片最后作出了如图乙所示的x-tan 。图像,g取10 m/s2.由图乙可知，小球m/s.m/s.图 S4-12在斜面顶端水平抛出时的初速度入产.某同学利用数码照相机的连续拍摄功能来研究平抛运动.一小球做平抛运动时，照相机拍得的其中三张连续照片如图S4-13所示B、。三点分别为小球在三张照片上的位置，图中背景方格的边长均为5 cm,g取10 m/s：那么:拍摄相邻两张照片的时间间隔为 S.小球运动的水平分速度为 m/s.小球经过夕点时的竖

16、直分速度为 rn/s.在探究平抛运动的规律时，可以选用图S4-14所示的各种装置图，以下操作合理的是（填选项前的字母）.装置3图 S4-14A.选用装置1研究平抛物体竖直方向分运动,应该用眼睛看4 8两球是否同时落地B.选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A 一定要低于水面C.选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置释放钢球4. 2020 海宁高中模拟研究平抛运动实验中实验小组选用如图S4-15甲所示的实验装置，她们让钢球从斜槽固定位 置由静止滚下，从槽的末端飞出做平抛运动，用铅笔描出小球经过的位置,通过屡次实验，在竖直白纸上记录钢球经过的多个位 置，得到钢球平抛运动的轨迹，并利用轨迹求出钢球平抛运动的初速度.0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30丁5 0 5 0 5 0 53.3.Z z L L 6ri丙图 S4-15除了图中所给的实验器材外，完本钱实验还需要的测量工具是.为保证钢球飞出后做平抛运动，斜槽末端必须水平.请简要说明，在实验操作中检测斜槽末端是否水平的方法是：.