(1)为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图甲所示,用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面;如图乙所示的实验:将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内,最下端水平把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板连接,则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2,这两个实验说明______
A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动.
B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质
(2)关于“研究物体平抛运动”实验,下列说法正确的是______
A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差
B.安装斜槽时其末端切线应水平
C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
D.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些.
E.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
F.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
(3)如图丙,某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹,a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出,则:(g取)
①小球平抛运动的初速度为______ m/s.
②小球运动到b点的速度为______ m/s
③抛出点坐标 ______cm y= ______ cm.
AB BCE 2 2.5 -10 -1.25
【详解】
(1)A、用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,知B球竖直方向上的运动规律与A球相同,即平抛运动竖直方向上做自由落体运动.故A正确.
B、把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板吻接,则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2,知1球在水平方向上的运动规律与2球相同,即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动.故B正确,C、D错误;
故选AB.
(2)A、小球与斜槽之间有摩擦,不会影响小球做平抛运动,故A错误;
B、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出,只有水平飞出时小球才做平抛运动,则安装实验装置时,斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平,故B正确;
C、由于要记录小球的运动轨迹,必须重复多次,才能画出几个点,因此为了保证每次平抛的轨迹相同,所以要求小球每次从同一高度释放,故C正确;
D、小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低,故D错误.
E、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内,因此在实验前,应使用重锤线调整面板在竖直平面内,即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行,故E正确;
F、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,不能作为小球做平抛运动的起点,故F错误;
故选BCE.
(3)①在竖直方向上△y=gT2,可得时间间隔,则小球平抛运动的初速度.
②b点在竖直方向上的分速度,小球运动到b点的速度为.
③抛出点到b点的运动时间.水平方向上的位移x1=vt=0.3m,竖直方向上的位移.所以开始做平抛运动的位置坐标x=0.2-0.3=-0.1m=-10cm,y=0.1-0.1125=-0.0125m=-1.25cm;
平抛运动的定义:
将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动。
平抛运动的特性:
以抛出点为坐标原点,水平初速度V0,竖直向下的方向为y轴正方向,建立如图所示的坐标系,在该坐标系下,对任一时刻t:
①位移
分位移(水平方向),(竖直方向);
合位移,(φ为合位移与x轴夹角)。
②速度
分速度(水平方向),Vy=gt(竖直方向);
合速度,(θ为合速度V与x轴夹角)。
③平抛运动时间:(取决于竖直下落的高度)。
④水平射程:(取决于竖直下落的高度和初速度)。
类平抛运动:
(1)定义当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时,物体做类平抛运动。
(2)类平抛运动的分解方法
①常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性。
②特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直角坐标系,将加速度分解为,,初速度分解为,然后分别在x、y方向上列方程求解。
(3)类平抛运动问题的求解思路
根据物体受力特点和运动特点判断该问题属于类平抛运动问题——求出物体运动的加速度——根据具体问题选择用常规分解法还是特殊分解法求解。
(4)类抛体运动
当物体在巨力作用下运动时,若物体的初速度不为零且与外力不在一条直线上,物体所做的运动就是类抛体运动。
在类抛体运动中可采用正交分解法处理问题,基本思路为:
①建立直角坐标系,将外力、初速度沿这两个方向分解。
②求出这两个方向上的加速度、初速度。
③确定这两个方向上的分运动性质,选择合适的方程求解。
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