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1、曲线运动单元检测实验总结1.实验目的和意义(1)通过实验，描出平抛物体运动的轨迹.(2)根据运动轨迹分析实验数据，求出平抛物体的初速度.(3)培养学生的动手操作和解决实际问题的能力.2.知识和方法平抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动.用描迹法描出小球的运动轨迹，即平抛运动的曲线.测出曲线上某一点的坐标(x、y)，利用公式y=gt2，求出运动时间，再利用公式x=v0t，求出初速度v0.3.本实验的注意点是(1)安装斜槽时应检查水平槽部分是否水平.检查方法是：将小球放在水平槽上，并轻轻地将其向两边拨动各一次，看其是否有明显的运动倾向.(2)固定坐标纸时应用重垂线
2、检查坐标竖线是否竖直.坐标原点应选在斜槽末端.(3)选择小球释放点，使在坐标纸上可获得较长的小球轨迹. (4)每次释放小球时，都应当从定位板所确定的位置释放.可以用直尺将小球压在定位板上，如下图所示，然后向外迅速移开直尺，以保证重复实验时小球做平抛运动的初速度接近相等.(5)用铅笔找小球经过的位置时，应首先选定某一横坐标(或纵坐标)线，仔细观察小球经过该横(纵)坐标线时的位置，然后再用铅笔尖指着这个位置，将小球从斜槽原释放处放下，看其是否与铅笔相擦碰.如此重复数次，以找到一个平均位置，这样可以减小实验误差.(6)由平抛运动方程求小球的初速度，应当选取离坐标原点较远的点来进行计算，否则会有较大的
3、误差.例1 在研究平抛运动的实验中，某同学忘记了小球平抛时的初位置O点，只在坐标纸上画出了一系列正确的记号并连成一段曲线，如下图所示.你能否只用一把刻度尺求出小球的初速度v0?解析：在这段曲线上取A、B、C三点，使AB的水平距离等于BC的水平距离，设这个距离为x，设AB的竖直距离为y1，BC的竖直距离为y2，则小球从A运动到B运动到C的时间相等，设该时间为T.由平抛运动的竖直分运动为自由落体运动有：y2-y1=gT2,T=,由平抛运动的水平分运动为匀速直线运动有v0=x,用刻度尺测出x、y1、y2即可.例2 如下图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边
4、长为L=1.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式v0 .(用L、g表示)，其值是 (g取9.8m/s2)，小球在b点的速率是 .分析 ab,bc,cd的水平位移均为2L表明这三段运动的时间间隔相等，设为T.在竖直方向上相邻的相等时间内的位置之差相等且为L，由s=at2,因a=g，得T=在水平方向上，v0=2L/T=2其值是0.70m/s在b点的速率vb=,其中vy=3L/2T代入数据得vb=0.875m/s.小结 从图中给出的数据可以看出，图中的a点并不是平抛运动的起点，如是起点，在竖直方向，相等时间内的位移比值为1：3：5，而从图中的
5、格数可看出是1：2：3，由于这一原因，不能用t=求时间，应按一般的匀变速运动来处理，由s=aT2求时间间隔.3.实验思考1.某同学在做该实验时得到了如下图中的物体运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出.则(1)小球平抛的初速度为 m/s.(g=10m/s2)(2)小球开始作平抛运动的位置坐标为：x= cm,y= cm.2.试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸射出初速的实验方法.提供实验器材：弹射器(含弹丸，见下图)；铁架台(带有夹具)；米尺.(1)画出实验示意图.(2)在安装弹射器时应注意：.(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)： .(4)由于弹器每次射出的弹丸初速不可
6、能完全相等，在实验中应采取的方法是： .(5)计算公式：.知识总结1.知识系统2.重要知识点及注意问题贯穿全章的基本方法是运动的合成和分解，它使我们实现了把复杂运动转化为简单运动，把曲线运动转化为直线运动来处理.要深刻理解分运动与合运动的关系，注意其等时性，要注意分析圆周运动的临界状况. (1)如下图甲和下图乙所示，没有被完全约束的小球，在竖直平面做圆周运动过最高点的情况.注意：绳对小球只能产生沿绳收缩方向的拉力，轨道只能产生向下的压力. 甲 乙临界条件：绳子或轨道对小球没有力的作用，故mg=mv临界=能过最高点的条件：v，当v时，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力.不能过最高点的条件：v时，(
7、实际上球还没到最高点时就脱离了轨道). (2)如下图所示，小球过最高点时，轻质杆对球产生的弹力情况.注意：杆与绳不同，杆对球既能产生拉力，也能对球产生支持力.当v=0时，FN=mg(FN支持力).0v时，FN随v增大而减小，且mgFN0，FN为支持力.当v=时，FN0.当Fv时，FN为拉力，FN随v的增大而增大.(3)如果是如下图所示的小球，此时小球将脱离轨道做平抛运动，因为轨道对小球不能产生向下的压力.v0能达到最高点.v要离开最高点.综合检测A一、选择题(84)1.在沿水平地面不同高度以相同的水平初速度分别抛出甲、乙两物体，若两物体由抛出点到落地点的水平距离之比是：1，则甲、乙两物体抛出点
8、到地面的高度之比为：( )A.1：1 B.2：1 C.3：1 D.4：12.如下图所示，MN是流速恒定的河流，小船自A点渡河，第一次小船沿AB航行，第二次沿AC航行，若AB与AC跟垂线AD夹角相等，且船相对于水的速度不变，两次航行的时间tB与tC有( )A.tBtC B.tBtCC.tBtC D.都有可能3.速度的大小和方向都不断变化，但加速度的大小和方向都不变的运动是( )A.匀速圆周运动 B.平抛物体的运动C.自由落体运动 D.竖直上抛运动4.用长为L的绳系住一个质量为m的小车，使其绕绳另一端在光滑的水平面上作匀速圆周运动，若在车上再粘一质量为m的橡皮泥，小车仍作圆周运动，要使绳拉力不变，
9、则可采用的方法有( )A.保持转速不变，使绳长变为L/2B.保持速率不变，使绳长变为2LC.使绳长不变，速率减为原来的为1/2D.使绳长不变，转速减为原来的为1/25.如下图所示为一种常见的皮带传动装置的示意图，皮带传动后无打滑现象.已知A、B、C三点的半径RAR，RB2R，RC2R/3，则A、B、C三点( )A.线速度之比为1：1：3B.角速度之比为1：2：2C.向心加速度之比为6：3：1D.转动周期之比为2：2：16.某人以一定的速率垂直河岸向对岸游去，当水流匀速运动时，他所游过的路程、过河所用的时间与水流速的关系是( )A.水流速大时，路程长，所用时间长B.水流速大时，路程长，所用时间短
10、C.水流速大时，路程长，所用时不变D.路程、所用时间与水流速大小无关7.如下图所示，质量为m的木块，从半径为r的竖直圆轨道上的A点滑向B点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，则在这个过程中( )A.木块的加速度为零B.木块所受的合外力为零C.木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心.D.木块所受外力的大小和方向均不变8.以速度v在平直轨道上匀速行驶的车厢中，货架上有一个小球，货架距车厢底面的高度为h，当车厢突然以加速度a做匀加速直线运动时，这个小球从货架上落下，小球落到车厢底面上的点距货架的水平距离为( )A.零 B.ah/g C.v D.v二、填空题(45)9.汽车沿半径为R的圆跑道行驶
11、，设跑道的路面是水平的，路面作用的摩擦力的最大值是车重的k倍，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过 .10.用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢中，如下左图所示，当车厢突然制动时线的拉力将 .11.如上右图所示，O1为皮带传动的主动轮的轴心，轮半径为r1，O2为从动轮的轴心，轮半径为r3，r2为固定在从动轮上的小轮半径.已知r32r1，r21.5r1.A、B和C分别是3个轮边缘上的点，质点A、B、C的线速度之比为 ，角速度之比为 ，向心加速度之比是 .12.从5m高的平台上水平踢一球，欲击中地上的A点，第一次的初速度为4m/s，着地点比A点近了2m，第二次再踢，着地点比A点远了1m，设这两次
12、着地点与A在一条直线上，则第二次踢球时的速度大小为 m/s.三、实验题(25)13.在选距抛出点O较远的平抛曲线上的A点，量出坐标x、y，则( )A.从O到A的时间为t=B.平抛初速度v0=xC.平抛运动的位移大小为s=D.在A点速度的大小为v=14.在某学生在做实验时，忘记记下小球的平抛运动起点O，A为物体运动一段时间后的位置，根据下图，求出物体作平抛运动的初速度为 (g=10m/s2)，抛出点在该坐标系中的坐标为 .四、计算题(8+10+10+10)15.在一个内壁光滑的平底玻璃试管内，装有一质量为1g的小球，试管的开口封闭后，安装在转轴O上，使试管在竖直面内做匀速圆周运动，如下图所示，转
13、轴到管底的距离为5cm，求：(1)当达某一转速时，试管底所受小球压力的最大值为最小值的3倍，求此时转动的角速度?(2)当转动的角速度=10rad/s时，小球对管底的压力的最大值和最小值分别是多少?16.如下图所示，物体P在动摩擦因数为0.1的水平面上滑动到B点,接着是一个半径R=0.4cm的四分之一圆周，物体到B点以后的运动过程与圆周不接触，若CB=2.5m，求物体通过C点的速度及落地点的位置?17.一条河流宽为s，水流速度为v1，一只船要划到对岸，但在船出发点的下游距离为L处有一瀑布，求船要划到对岸而不从瀑布上掉下，船划行速度v2最少应多大?船头指向何方?18.长为R的轻杆一端固定一质量为m
14、的小球，以另一端为固定转轴，使之在竖直平面内做圆周运动.求以下两种情况时小球在最高点的速度各为多少?(1)在最高点时，小球对杆的压力为mg(2)在最高点时，小球对杆的拉力为mg综合检测AA一、选择题(84)1.以角速度，半径为R作匀速圆周运动的质点，在t时间内位移的大小是( )A.RtB.R(t)2/2C.Rsin(t) D.2Rsin(t)2.假定雨伞面完全水平，旋转时，其上一部分水滴甩出来，下面关于伞面上雨滴的受力和运动情况的说法中正确的是( )A.越靠近转轴的雨滴所需的向心力越小B.雨滴离开雨伞时是沿背离转轴的方向离心而去的C.雨滴离开雨伞后对地的运动为一平抛运动D.雨伞转得越快，雨滴落地的时间就越长3.长木板竖直悬挂着，一支枪沿水平方向瞄准木板上的P点，开枪的同时木板自由下落，则子弹击中木板的位置应当是( )A.在P点的上方 B.在P点的下方C.恰好在P点 D.由于木板长度不知道，无法求出4.以0.98m/s2的加速度在水平轨道上加速行驶的火车上，车厢中一个乘客手伸到窗外，从距地2.5m高处自由释放一个物体，若不计空气阻力，则物体
