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    2025版高考物理一轮总复习知识梳理第4章抛体运动与圆周运动实验5探究平抛运动的特点
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    2025版高考物理一轮总复习知识梳理第4章抛体运动与圆周运动实验5探究平抛运动的特点

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    这是一份2025版高考物理一轮总复习知识梳理第4章抛体运动与圆周运动实验5探究平抛运动的特点,共2页。学案主要包含了实验思路,实验器材,实验过程,数据处理,误差分析,注意事项等内容,欢迎下载使用。

    一、实验思路
    用描迹法逐点画出小钢球做平抛运动的轨迹,判断轨迹是否为抛物线,并求出小钢球的初速度。
    二、实验器材
    末端水平的斜槽、背板、挡板、复写纸、白纸、钢球、刻度尺、铅垂线、三角板、铅笔等。
    三、实验过程
    1.安装、调整背板:将白纸放在复写纸下面,然后固定在装置背板上,并用铅垂线检查背板是否 竖直 。
    2.安装、调整斜槽:将固定有斜槽的木板放在实验桌上,用平衡法检查斜槽末端是否 水平 ,也就是将小球放在斜槽末端直轨道上,小球若能 静止在轨道上的任意位置 ,则表明斜槽末端已调水平,如图。
    3.描绘运动轨迹:让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下,并从斜槽末端飞出开始做平抛运动,小球落到倾斜的挡板上,会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。取下白纸用平滑的曲线把这些印迹连接起来,就得到小球做平抛运动的轨迹。
    4.确定坐标原点及坐标轴:选定 斜槽末端处小球球心在白纸上的投影 的点为坐标原点O,从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
    四、数据处理
    1.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,则应以抛出点为坐标原点建立直角坐标系,且轨迹上各点的坐标满足y=ax2的关系,且同一运动轨迹上a是一个特定的值。
    (2)验证方法
    方法一:代入法
    用刻度尺测量几个点的x、y坐标,分别代入y=ax2中求出常数a,判断a值在误差允许的范围内是否为一常数。
    方法二:图像法
    建立y-x2坐标系,根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值,在y-x2坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a的值。
    2.计算平抛运动的初速度
    (1)平抛运动轨迹完整(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x及竖直位移y,就可求出初速度v0。因x=v0t,y=eq \f(1,2)gt2,故v0= xeq \r(\f(g,2y)) 。
    (2)平抛运动轨迹残缺(即无抛出点)
    如图所示,在轨迹上任取三点A、B、C,使A、B间及B、C间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知,A、B间与B、C间所用时间相等,设为t,则Δh=hBC-hAB=gt2,所以t=eq \r(\f(hBC-hAB,g)),初速度v0=eq \f(x,t)=xeq \r(\f(g,hBC-hAB))。
    五、误差分析
    1.斜槽末端没有调节成水平状态,导致初速度未沿水平方向。
    2.坐标原点不够精确等。
    六、注意事项
    1.固定斜槽时,要保证斜槽末端的切线水平,保证小球的初速度沿水平方向。
    2.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,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
    3.为保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放,可在斜槽上某一位置固定一个挡板。
    4.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出,其轨迹由木板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差。
    5.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投影点。
    6.计算小球的初速度时,应选距抛出点稍远一些的点为宜,以便于测量和计算。
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