Методический материал к лабораторной работе "Изучение движения тела, брошенного горизонтально"

Лабораторная работа « Изучение движения тела, брошенного горизонтально»

Цель работы: измерить начальную скорость, сообщенную телу в горизонтальном направлении при его движении под действием силы тяжести, построить траекторию тела по его координатам.

Оборудование: 1) штатив с муфтой и лапкой; 2) лоток для пуска шарика; 3) фанерная доска; 4) шарик; 5) бумага; 6) копировальная бумага.

Описание работы:

Шарик скатывается по изогнутому желобу, нижняя часть которого горизонтальна. После отрыва от желоба шарик движется по параболе, вершина которой находится в точке отрыва шарика от желоба.

Ход работы:

1. Соберите установку, изображенную на рисунке. Нижний участок желоба должен быть горизонтальным, а расстояние от нижнего края желоба до стола должно быть равным 40 см. Лапки зажима должны быть расположены вблизи верхнего конца желоба.

2. Положите под желобом лист бумаги, придавив его книгой, чтобы он не сдвигался при проведении опытов. Отметьте на этом листе с помощью отвеса точкуАнаходящуюся на одной вертикали с нижним концом желоба.

3. Поместите в желоб шарик так, чтобы он касался зажима, и отпустите шарик без толчка. Заметьте (примерно) место на столе, куда попадет шарик, скатившись с желоба и пролетев по воздуху. На отмеченное место положите лист бумаги, а на него — лист копировальной бумаги «рабочей» стороной вниз. Придавите эти листы книгой, чтобы они не сдвигались при проведении опытов.

4. Снова поместите в желоб шарик так, чтобы он касался зажима, и отпустите без толчка. Повторите этот опыт 5 раз, следя за тем, чтобы лист копировальной бумаги и находящийся под ним лист не сдвигались. Осторожно снимите лист копировальной бумаги, не сдвигая находящегося под ним листа, и отметьте какую-либо точку, лежащую между отпечатками. Учтите при этом, что видимых отпечатков может оказаться меньше пяти, потому что некоторые отпечатки могут слиться.

5. Измерьте расстояние от отмеченной точки до точкиА

6. Повторите пункты 1-5, опустив желоб так, чтобы расстояние от нижнего края желоба до стола было равно 10 см (начальная высота). Измерьте соответствующее значение дальности полета и вычислите отношения и

7. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу

8. По результатам первого опыта вычислите значение , используя формулу

9. Постройте баллистическую траекторию полета шарика. Для получения расчётной траектории движения у(х) шарика, брошенного горизонтально, выразите время t из уравнения дальности полета и подставьте полученное выражение в уравнение высоты (можно воспользоваться формулой 26 п.15, учитывая, что α=0)

10. Запишите в тетради для лабораторных работ вывод, в том числе, объясняющий зависимость между высотой и дальностью полета.

Контрольные вопросы:

1.Объясните, почему при баллистическом движении тело по горизонтали движется равномерно. А по вертикали равнопеременно?

2. Отличается ли построенная траектория полета от реальной? Если да, то в чем причина?

3.Вычислите скорость шарика в момент падения на стол.

Самостоятельная работа:

Вариант 1.

1. Из окна выбросили мяч в горизонтальном направлении со скоростью 12 м/с. Он упал на землю через 2 с. С какой вы­соты был выброшен мяч, и на каком расстоянии от здания он упал? Определите скорость мяча через 1 секунду после броска

2. Найти максимальную высоту подъема камня, брошенного с начальной скоростью 10 м/с под углом в 45° к горизонту.

3. Камень брошен под углом 30° к горизонту со скоростью 10 м/с. Через какое время камень будет на высоте 1 м?

Вариант 2.

1. Какую горизонтальную скоростью должен иметь бомбарди­ровщик при сбрасывании бомбы с высоты 4500 м, чтобы она упала на расстоянии 6 км от места бросания? Какой будет скорость в момент падения на землю?

2. Мяч был брошен под углом к горизонту равным 30° с на­чальной скоростью 20 м/с. Найти дальность полета.

3. Тело, брошенное под углом 60° к горизонту, через время 4 с после начала движения имело вертикальную составляющую проекции скорости 9,8 м/с. На какой высоте тело было в этот момент времени?