初速度是平抛运动中的一个重要物理量,不同已知条件下,如何求做平抛运动的物体的初速度.
1、已知平抛运动物体的水平位移和竖直位移
例1、试根据平抛运动的原理测量弹丸射出时的初速度.提供的实验器材有:弹射器(含弹丸,如图所示)、铁架台、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有:____(并在示意图中用字母标出).
④由于弹射器每次射出的弹丸的初速度不可能完全相等,故在实验中应采取的方法是:____.
⑤计算公式:____.
解析:①实验示意图如图所示.
②弹射器必须保持水平,以保证弹丸的初速度沿水平方向
③弹丸下降的高度y和水平射程x
④在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平射程x,得出水平射程x的平均值
以减小误差.
⑤由平抛运动规律有:
代入
得
2、已知平抛运动轨迹上的三点坐标
例2、一个学生在做研究平抛运动的实验时,只在白纸上画出与初速度方向平行的
轴,忘了画坐标原点O和
轴,并且他只画出了中间一部分轨迹,如图所示,如何只用一把刻度尺计算出小球的初速度
解析:(1)在x轴上取等间距的三点
,过此三点作x轴的垂线分别交于曲线上a、b、c三点,如图所示。
(2)过
左侧任一点O作x轴的垂线建立y轴。
(3)过a、b、c三点作x轴的平行线分别交y轴于
三点。
(4)用刻度尺量出
和
及
的长度
(5)因为
即
所以,小球的初速度
3、已知平抛运动的时间及末速度与初速度之间的夹角
例3、如图所示,以一定初速度水平抛出的一物体,经
s后垂直撞在倾角为30°的斜面上,则物体的初速度为多少?
解析:由图可知,物体撞在斜面上的速度v与竖直方向成30°.
4、已知一段轨迹和抛出点开始时的水平方向或竖直方向,用刻度尺可求出初速度
例4、一个同学做“研究平抛物体运动的实验,只在纸上记下了重垂线y的方向,忘记在纸上记下斜槽末端位置,并只在坐标上描出如图所示曲线.现在我们可以在曲线上取A、B两点,用刻度尺分别量出它们到y的距离
以及AB的竖直距离h,从而求出小球抛出时的初速度为
A.
B.