【浙江版】2013年高中物理 5.3实验:研究平抛运动达标测试 新人教版必修2
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【知识点详解】 1. 平抛运动实验的基本步骤: 在进行平抛运动的研究时,实验步骤至关重要。合理的顺序应该是:E. 安装斜槽,并使槽的末端切线沿水平方向;G. 将白纸钉在木板上,并竖直固定木板;A. 用铅笔在白纸上记下抛出点位置 O;D. 用三角板画出过 O 点的水平线 ox;C. 用重锤线和直尺画出过 O 点的竖直线 oy;F. 都从斜槽的定位卡处由静止释放小球,并记下小球通过各点的位置;B. 取下白纸,连接小球轨迹;H. 在轨迹上取点并测量;I. 计算平抛初速度。 2. 选择小球的标准: 为了减小空气阻力的影响,实验中应选择实心小铁球,因为它的密度大,空气阻力相对较小。 3. 实验所需器材: 除了题目给出的器材,还需要重锤线来确保实验的竖直方向准确。 4. 平抛运动实验中的变量分析: 如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,会导致小球平抛的初速度不同(A项)。但由于平抛运动的时间只取决于下落高度,所以时间每次是相同的(C项错误),而抛物线运动的形状取决于初速度和下落时间,因此轨迹会不同(B项正确)。通过相同水平位移的时间与初速度有关,所以也会不同(D项正确)。 5. 实验错误分析: 甲的实验错误可能是没有保证每次小球从同一位置释放,导致初速度不一致;乙的实验错误可能是未将白纸竖直固定,使得oy轴不垂直,影响了测量的准确性。 6. 平抛运动实验现象解释: A球离开轨道后与B球同时落地,说明A球在水平方向上的分运动是匀速直线运动(A项正确),而在竖直方向上是自由落体运动(C项正确)。 7. 初速度和速率计算: 通过小方格可以计算初速度vo=L√(2gy),其中g为重力加速度,y是相邻两点的竖直距离差。如果L=1.25cm,g=9.8m/s²,可以计算得到vo的值。b点的速率可以通过勾股定理计算,即vb=√(vo²+gt²),其中t是小球从a到b的时间。 8. 闪光照片分析: 通过照片上的方格,可以计算闪光频率f=1/T,T为两次曝光间隔时间;初速度vo=L/g*t,t为从a到b的时间;B点速度vb=√(vo²+2gh),其中h是b点相对于a点的竖直高度差。 9. 平抛运动坐标分析: 由图可知,小球抛出点的位置坐标是(-10,-5),因为从A到B的水平距离是10个小格,每个小格代表1.25cm,所以水平距离为12.5cm;竖直距离为5个小格,即6.25cm。初速度vo=2m/s(注意单位转换)。 10. 子弹速度计算: 子弹穿过两薄板的时间等于通过高度h的时间,利用自由落体公式h=1/2gt²,可得t,进而通过s=v0t计算子弹的速度v0。 11. 小球平抛验证实验: 通过小球落点的分布,可以确定小球平抛的轨迹,进而通过水平位移和竖直位移的关系推算初速度。实验中利用了摆球的摆动周期和摆动角度,以及摆线烧断后的平抛运动。 以上就是关于“研究平抛运动”实验的相关知识点详解,涵盖了实验步骤、误差分析、数据处理等多个方面。
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