- 实验:研究平抛运动
- 共175题
某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即。直接测量摆球到达B点的速度v比较困难。现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v。如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g,小球的质量为m。
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________________cm;
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0 = ________________;
(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量ΔEp = ________________,动能的增加量ΔEk = ________________。
正确答案
(1)65.0
(2)
(3)mg(h1-h2),
在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置.实验时用了如图所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B间距离y1=5.02cm,B、C间距离y2=14.82crn.请回答以下问题(g=9.80m/s2):
(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠档板处由静止释放?答:______.
(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=______.(用题中所给字母表示).
(3)小球初速度的值为v0=______m/s.
正确答案
(1)该实验中,为了确保小球每次抛出的轨迹相同,应该使抛出时的初速度相同,因此每次都应使小球从斜槽上紧靠档板处由静止释放.
故答案为:为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同.
(2)在竖直方向上:△y=y2-y1=gt2
水平方向上:x=v0t
联立方程解得:v0=x.
故答案为:x.
(3)根据:v0=x.
代入数据解得:v0=1.00m/s
故答案为:1.00.
(1)平抛运动实验
①做平抛运动实验时,调节调平螺丝,使斜槽装置末端的切线是______的
②将定位板在某一位置固定好.每次释放小球时要在______释放,以保证每次平抛的初速度不变.
③通过实验描出平抛的轨迹后,根据平抛轨迹的一个点的横坐标X和纵坐标Y,可求得初速度为______
(2)用电火花计时器以重锤自由落体为例验证械能守恒定律
①在给出的下面的仪器中,此实验不要用到的仪器的是______.
刻度尺、天平、铁架台、纸带、重锤
②实验得到的纸带的计数点有A、B、C、D,其速度分别为VA、VB、VC、VD,且VA<VB<VC<VD.令AD=S,以A、D两点的数据来验证械能守恒,验证式子为______
③若重锤的质量较小,实验的误差将______(填“减小,或增大,或不变”)
正确答案
(1)、①使斜槽装置末端的切线是水平的,这样保证初速度水平,保证小球做平抛运动.因此此空填水平.
②每次释放小球时要在同一位置释放,以保证每次平抛的初速度不变,所描的各点在同一轨迹上,所以此空填:同一位置.
③小球水平方向有:x=v0t,竖直方向有:Y=gt2,联立解得初速度v0=x
.
(2)、验证械能守恒定律的原理为mgh= m
-
m
,两边都有质量可以消去m,因此不需测量质量,故不用天平.
②从A到D由机械能守恒定律得:mgs=m
-
m
,化简得式子2gs=
-
.
③若重锤的质量较小,则下落过程中所受的阻力相对较大,那么实验的误差将 增大.
故答案为:(1)、①水平,②同一位置,③x .
(2)、①天平,②2gs=-
,③增大.
某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即:。直接测量摆球到达B点的速度v比较困难。现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛运动的特性来间接地测出v。如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g,小球的质量为m。
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为____________ cm;
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0 = ____________;
(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量ΔEp = ____________,动能的增加量
ΔEk =_____________。
正确答案
(1)64.6~65.3
(2)x
(3)mg(h1-h2),x2
下列因素会使“研究平抛物体的运动”实验的误差增大的是______
A.小球与斜槽之间有摩擦
B.安装斜槽时其末端不水平
C.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
D.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点
E.测出平抛小球的质量.
正确答案
A、只要小球从同一高度、无初速开始运动,在相同的情形下,即使球与槽之间存在摩擦力,仍能保证球做平抛运动的初速度相同,对实验没有影响,故A正确;
B、当斜槽末端切线没有调整水平时,小球脱离槽口后并非做平抛运动,故B错误;
C、由于竖直方向自由落体运动,水平方向匀速运动,因此应该使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,故C正确;
D、建立坐标系时,以小球经过槽的末端时的球心为坐标原点,故D错误;
E、是否测出质量对该实验结果无影响,故E正确.
本题选错误的,故选BD.
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