2020版高考物理大一轮复习第十四章实验与探究第2讲力学实验二学案

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1、2020版高考物理大一轮复习第十四章实验与探究第2讲力学实验二学案一、实验原理平抛运动可以看作是两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动.令小球做平抛运动，利用描点法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系.测出曲线上某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值，利用公式y＝gt2求出小球飞行时间t＝，再利用公式x＝vt，求出小球的水平分速度v＝x，即为小球做平抛运动的初速度.二、实验装置图及器材如图1所示，图1斜槽、小球、木板、坐标纸、图钉、重垂线、直尺、三角板、铅笔等.三、实验

2、过程1.安装斜槽轨道，使其末端保持水平.2.将坐标纸固定在木板上，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线呈水平方向.3.以斜槽末端为坐标原点沿重垂线画出y轴.4.让小球从斜槽上适当的高度由静止释放，用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置.5.重复步骤4，在坐标纸上记录多个位置.6.在坐标纸上作出x轴，用平滑的曲线连接各个记录点，得到平抛运动的轨迹.7.在轨迹上取几个点，使这些点在水平方向间距相等，研究这些点对应的纵坐标y随时间变化的规律.四、注意事项1.斜槽末端的切线必须水平.2.木板必须处在竖直面内且与小球运动轨

3、迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触.3.坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点.4.如果是用白纸，则应以小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重垂线，先根据重垂线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系.5.每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始滚下.6.在平抛轨迹上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小.例1　(xx·浙江4月选考·17)在“研究平抛运动”实验中，(1)图2是横挡条卡住平

4、抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________.图2A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中，下列说法正确的是________.(多选)A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定(2)图3是利用实验装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________.图3A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平(3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的

5、是________.答案　(1)B　BD　(2)C　(3)B解析　(1)因用铅笔标注小球最高点来确定平抛运动轨迹，故坐标原点应选小球在斜槽末端点时的球的上端，所以选B.实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置由静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，选项A错误，记录的点适当多一些，能够保证描点平滑，选项B正确；作图象时，要使尽可能多的点在所作曲线上，不在曲线上的点应尽可能均匀分布在所作曲线两侧，选项C错误；y轴必须是竖直方向的，即用重垂线确定，选项D正确.(2)由题图可知斜槽末端切线不水平

6、，才会造成小球做斜抛运动，故选C.(3)插入瓶中的另一根吸管使得瓶中压强与外界气压相等，目的就是为了保证水流流速不受瓶内水面下降而减小，能保证水面下降的一段时间内，得到稳定的细水柱，所以选B.变式1　研究平抛运动的实验装置如图4所示.图4(1)实验时，每次须将小球从轨道________(填字母).A.同一位置释放B.不同位置无初速度释放C.同一位置无初速度释放(2)上述操作的目的是使小球抛出后________(填字母).A.只受重力B.轨迹重合C.做平抛运动D.速度小些，便于确定位置(3)实验中已测出小球半径为r，则小球做平抛运动的

7、坐标原点位置应是________(填字母).A.斜槽末端O点B.斜槽末端O点正上方r处C.斜槽末端O点正前方r处D.斜槽末端O点正上方r处在竖直木板上的投影点答案　(1)C　(2)B　(3)D变式2　某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置如图5甲所示，A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6甲中P0P0′、P1P1′、…)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B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B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实

8、验得到的小球在白纸上打下的若干痕迹点如图乙所示.图5(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________________________________________________________________________