Layunin: pag-aaral ng pag-asa ng hanay ng paglipad ng isang katawan na itinapon nang pahalang sa taas kung saan ito nagsimulang gumalaw.
Kagamitan: tripod na may clutch at claw, arcuate chute, steel ball, film marker, gabay ng device para sa pag-aaral rectilinear na paggalaw, scotch.
Batayang teoretikal trabaho
Kung ang isang katawan ay itinapon nang pahalang mula sa isang tiyak na taas, kung gayon ang paggalaw nito ay maaaring ituring bilang isang paggalaw ng pagkawalang-galaw sa kahabaan ng pahalang at pantay na pinabilis na paggalaw sa kahabaan ng patayo.
Ang katawan ay gumagalaw nang pahalang alinsunod sa unang batas ni Newton, dahil, bukod sa puwersa ng paglaban mula sa gilid ng hangin, na hindi isinasaalang-alang, walang mga puwersa na kumikilos dito sa direksyong ito. Ang lakas ng paglaban ng hangin ay maaaring mapabayaan dahil maikling panahon ang paglipad ng isang katawan na itinapon mula sa isang maliit na taas, ang pagkilos ng puwersang ito ay hindi magkakaroon ng kapansin-pansing epekto sa paggalaw.
Ang puwersa ng grabidad ay kumikilos sa katawan nang patayo, na nagbibigay ng acceleration dito. g(pagpabilis libreng pagkahulog).
Isinasaalang-alang ang paggalaw ng katawan sa ilalim ng mga kondisyon bilang resulta ng dalawang independiyenteng paggalaw nang pahalang at patayo, posible na maitaguyod ang pag-asa ng hanay ng paglipad ng katawan sa taas kung saan ito itinapon. Considering na ang bilis ng katawan V sa oras ng paghagis ay nakadirekta nang pahalang, at ang patayong bahagi ng paunang bilis ay wala, kung gayon ang oras ng pagkahulog ay matatagpuan gamit ang pangunahing equation pantay na pinabilis na paggalaw:
saan .
Sa panahong ito, ang katawan ay namamahala upang lumipad nang pahalang, gumagalaw nang pantay, ang distansya . Ang pagpapalit sa nahanap na oras ng flight sa formula na ito, nakukuha namin ang ninanais na pagdepende ng hanay ng flight sa taas at bilis:
Mula sa resultang pormula, makikita na ang layo ng ihagis ay nasa quadratic dependence sa taas kung saan ang throw ay. Halimbawa, kung ang altitude ay apat na beses, ang hanay ng flight ay doble; na may siyam na beses na pagtaas sa taas, ang hanay ay tataas ng isang kadahilanan ng tatlo, at iba pa.
Ang konklusyon na ito ay maaaring kumpirmahin nang mas mahigpit. Hayaan kapag itinapon mula sa taas H 1 saklaw ay magiging S 1 , kapag itinapon sa parehong bilis mula sa taas H 2 = 4H 1 saklaw ay magiging S 2 .
Ayon sa formula (1):
Pagkatapos ay hatiin ang pangalawang equation sa una, nakukuha natin:
o 2)
Ang pag-asa na ito, na nakuha sa teorya mula sa mga equation ng pare-pareho at pare-parehong pinabilis na paggalaw, ay napatunayan sa eksperimento sa trabaho.
Ang papel ay nag-iimbestiga sa paggalaw ng isang bola na gumulong pababa sa isang chute. Ang chute ay naayos sa isang tiyak na taas sa itaas ng talahanayan. Tinitiyak nito ang pahalang na direksyon ng bilis ng bola sa sandali ng simula ng libreng paglipad nito.
Dalawang serye ng mga eksperimento ang isinasagawa, kung saan ang taas ng pahalang na seksyon ng kanal ay naiiba sa apat na kadahilanan, at ang mga distansya ay sinusukat. S 1 at S 2, ngunit kung saan ang bola ay inalis mula sa chute nang pahalang. Upang mabawasan ang impluwensya sa resulta ng mga side factor, ang average na halaga ng mga distansya ay tinutukoy S 1sr at S 2Med. Ang paghahambing ng mga average na distansya na nakuha sa bawat serye ng mga eksperimento, sila ay naghihinuha kung gaano katotoo ang pagkakapantay-pantay (2).
Order sa trabaho
1. Ikabit ang chute sa tripod rod upang ang hubog na bahagi nito ay pahalang na nakaposisyon mga 10 cm mula sa ibabaw ng mesa. Maglagay ng marker film sa lugar kung saan dapat mahulog ang bola sa mesa.
2. Maghanda ng talahanayan upang itala ang mga resulta ng mga sukat at kalkulasyon.
| numero ng karanasan | H 1m | S 1m | S 1sr, m | H 2, m | S 2, m | S 2av, m |
3. Subukang patakbuhin ang bola mula sa tuktok na gilid ng chute. Tukuyin kung saan nahuhulog ang bola sa mesa. Ang bola ay dapat mahulog sa gitnang bahagi mga pelikula. Ayusin ang posisyon ng pelikula kung kinakailangan.
4. Sukatin ang taas ng pahalang na bahagi ng kanal sa itaas ng mesa H 1 .
5. Ilunsad ang bola mula sa tuktok na gilid ng chute at sukatin sa ibabaw ng mesa ang distansya mula sa ilalim na gilid ng chute hanggang sa lugar kung saan nahulog ang bola. S 1 .
6. Ulitin ang eksperimento nang 5-6 beses.
7. Kalkulahin ang average na halaga ng distansya S 1Med.
8. Dagdagan ang taas ng chute ng 4 na beses. Ulitin ang isang serye ng mga paglulunsad ng bola, sukatin at kalkulahin H 2 ,S 2 ,S 2sr
9. Suriin ang bisa ng pagkakapantay-pantay (2)
10. Kalkulahin ang bilis na iniulat sa katawan sa pahalang na direksyon?
5. Paano magbabago ang hanay ng paglipad ng isang katawan na itinapon nang pahalang mula sa isang tiyak na taas kung doble ang bilis ng paghagis?
6. Paano at ilang beses dapat baguhin ang bilis ng katawan na itinapon nang pahalang upang makuha ang parehong hanay ng paglipad sa taas na kalahati nito?
7. Sa ilalim ng anong mga kondisyon ang ginagawa curvilinear na paggalaw?
8. Paano dapat kumilos ang puwersa upang ang isang katawan na gumagalaw sa isang tuwid na linya ay magbago ng direksyon ng paggalaw nito?
9. Ano ang trajectory ng katawan na inihagis nang pahalang?
10. Bakit gumagalaw ang katawan na itinapon nang pahalang curvilinear trajectory?
12. Ano ang tumutukoy sa saklaw ng isang katawan na itinapon nang pahalang?
Kung ang bilis \(~\vec \upsilon_0\) ay hindi nakadirekta nang patayo, kung gayon ang paggalaw ng katawan ay magiging curvilinear.
Isaalang-alang ang paggalaw ng isang katawan na inihagis nang pahalang mula sa taas h sa bilis na \(~\vec \upsilon_0\) (Fig. 1). Mapapabayaan ang air resistance. Upang ilarawan ang paggalaw, kinakailangan na pumili ng dalawang coordinate axes - baka at Oy. Ang pinagmulan ng mga coordinate ay katugma sa unang posisyon katawan. Ipinapakita ng Figure 1 iyon υ 0x= υ 0 , υ 0y=0, g x=0 g y= g.
Pagkatapos ang paggalaw ng katawan ay ilalarawan ng mga equation:
\(~\upsilon_x = \upsilon_0,\ x = \upsilon_0 t; \qquad (1)\) \(~\upsilon_y = gt,\ y = \frac(gt^2)(2). \qquad (2) \)
Ang isang pagsusuri sa mga formula na ito ay nagpapakita na sa pahalang na direksyon ang bilis ng katawan ay nananatiling hindi nagbabago, ibig sabihin, ang katawan ay gumagalaw nang pantay. Sa patayong direksyon, ang katawan ay gumagalaw nang pantay na may acceleration \(~\vec g\), ibig sabihin, sa parehong paraan tulad ng isang malayang bumabagsak na katawan nang walang paunang bilis. Hanapin natin ang trajectory equation. Upang gawin ito, mula sa equation (1) hinahanap namin ang oras \(~t = \frac(x)(\upsilon_0)\) at, pinapalitan ang halaga nito sa formula (2), nakukuha namin\[~y = \frac( g)(2 \ upsilon^2_0) x^2\] .
Ito ang equation ng isang parabola. Samakatuwid, ang isang katawan na itinapon nang pahalang ay gumagalaw sa isang parabola. Ang bilis ng katawan sa anumang sandali ng oras ay nakadirekta nang tangential sa parabola (tingnan ang Fig. 1). Ang velocity modulus ay maaaring kalkulahin gamit ang Pythagorean theorem:
\(~\upsilon = \sqrt(\upsilon^2_x + \upsilon^2_y) = \sqrt(\upsilon^2_0 + (gt)^2).\)
Alam ang taas h kung saan ang katawan ay itinapon, maaari mong mahanap ang oras t 1 , kung saan babagsak ang katawan sa lupa. Sa puntong ito ang coordinate y katumbas ng taas: y 1 = h. Mula sa equation (2) makikita natin ang \[~h = \frac(gt^2_1)(2)\]. Mula rito
\(~t_1 = \sqrt(\frac(2h)(g)).\qquad(3)\)
Tinutukoy ng Formula (3) ang oras ng paglipad ng katawan. Sa panahong ito, sasaklawin ng katawan ang isang distansya sa pahalang na direksyon l, na kung saan ay tinatawag na hanay ng paglipad at kung saan ay matatagpuan sa batayan ng formula (1), na ibinigay na l 1 = x. Samakatuwid, ang \(~l = \upsilon_0 \sqrt(\frac(2h)(g))\) ay ang flight range ng katawan. Ang modulus ng velocity ng katawan sa sandaling ito ay \(~\upsilon_1 = \sqrt(\upsilon^2_0 + 2gh).\).
Panitikan
Aksenovich L. A. Physics sa mataas na paaralan: Teorya. Mga gawain. Mga Pagsusulit: Proc. allowance para sa mga institusyong nagbibigay ng pangkalahatan. kapaligiran, edukasyon / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vykhavanne, 2004. - S. 15-16.
Gawain sa laboratoryo (pang-eksperimentong gawain)
PAGPAPASAYA NG INISYAL NA BILIS NG KATAWAN,
ITAPON PALANG
Kagamitan: pambura ng lapis (pambura), measuring tape, mga bloke na gawa sa kahoy.
Layunin: eksperimento na matukoy ang halaga ng paunang bilis ng isang katawan na itinapon nang pahalang. Tayahin ang kredibilidad ng resulta.
Mga equation ng paggalaw materyal na punto sa mga projection sa pahalang na axis 0 X at patayong axis 0y ganito ang hitsura:
Ang pahalang na bahagi ng bilis sa panahon ng paggalaw ng isang katawan na itinapon nang pahalang ay hindi nagbabago, samakatuwid, ang landas ng katawan sa panahon ng libreng paglipad ng katawan nang pahalang ay tinutukoy bilang mga sumusunod: https://pandia.ru/text/79/ 468/images/image004_28.gif" width="112 " height="44 src="> Mula sa equation na ito, hanapin ang oras at palitan ang resultang expression sa nakaraang formula. Ngayon ay makakakuha ka na formula ng pagkalkula upang mahanap ang paunang bilis ng isang katawan na itinapon nang pahalang:
Order sa trabaho
1. Maghanda ng mga sheet para sa ulat sa gawaing ginawa kasama ang mga paunang entry.
2. Sukatin ang taas ng mesa.
3. Ilagay ang pambura sa gilid ng mesa. I-click upang ilipat ito sa pahalang na direksyon.
4. Markahan ang lugar kung saan ang elastic ay aabot sa sahig. Sukatin ang distansya mula sa punto sa sahig kung saan ang gilid ng talahanayan ay inaasahang sa punto kung saan nahuhulog ang nababanat na banda sa sahig.
5. Baguhin ang taas ng paglipad ng pambura sa pamamagitan ng paglalagay ng kahoy na bloke (o kahon) sa ilalim nito sa gilid ng mesa. Gawin ang parehong para sa bagong kaso.
6. Magsagawa ng hindi bababa sa 10 mga eksperimento, ilagay ang mga resulta ng pagsukat sa talahanayan, kalkulahin ang paunang bilis ng pambura, sa pag-aakalang ang free fall acceleration ay 9.81 m/s2.
Talaan ng mga resulta ng pagsukat at pagkalkula
|
karanasan | Taas ng paglipad ng katawan | distansya ng paglipad ng katawan | Paunang bilis ng katawan | Ganap na pagkakamali bilis |
h | s | v 0 | D v 0 |
|
Karaniwan |
7. Kalkulahin ang magnitude ng ganap at kamag-anak na mga pagkakamali ng paunang bilis ng katawan, gumawa ng mga konklusyon tungkol sa gawaing ginawa.
mga tanong sa pagsusulit
1. Ang isang bato ay itinapon nang patayo pataas at ang unang kalahati ng paraan ay gumagalaw nang pantay na mabagal, at ang pangalawang kalahati - pantay na pinabilis. Nangangahulugan ba ito na ang acceleration nito ay negatibo sa unang kalahati ng landas, at positibo sa pangalawa?
2. Paano nagbabago ang velocity modulus ng katawan na inihagis nang pahalang?
3. Kung saan ang bagay na nahulog mula sa bintana ng kotse ay mahuhulog sa lupa nang mas maaga: kapag ang kotse ay nakatayo o kapag ito ay gumagalaw: Pabayaan ang air resistance.
4. Sa anong kaso pareho ang module ng displacement vector ng isang materyal na punto sa landas?
Panitikan:
1.Giancoli D. Physics: Sa 2 tomo T. 1: Per. mula sa Ingles - M.: Mir, 1989, p. 89, gawain 17.
2. , Mga pang-eksperimentong gawain sa pisika. Baitang 9-11: isang aklat-aralin para sa mga mag-aaral ng mga institusyong pang-edukasyon - M .: Verbum-M, 2001, p. 89.
Laboratory work No. 5 sa physics Baitang 9 (mga sagot) - Pag-aaral sa paggalaw ng katawan na itinapon nang pahalang
5. Sukatin sa lahat ng limang eksperimento ang taas ng pagkahulog at ang hanay ng bola. Ipasok ang data sa talahanayan.
| Isang karanasan | h | l | v |
| 1 | 0.33 m | 0.195 m | |
| 2 | 0.32 m | 0.198 m | |
| 3 | 0.325 m | 0.205 m | |
| 4 | 0.33 m | 0.21 m | |
| 5 | 0.32 m | 0.22 m | |
| ikasal | 0.325 m | 0.206 m | 0,8 |
7. Kalkulahin ang ganap at kamag-anak na pagkakamali direktang pagsukat distansya ng lobo. Itala ang resulta ng pagsukat sa anyong pagitan.
Sagutin ang mga tanong sa seguridad
1. Bakit ang trajectory ng isang katawan ay inihagis nang pahalang sa kalahating parabola? Magdala ng ebidensya.
Ang bilis ng isang katawan na itinapon nang pahalang ay hindi nagbabago sa kahabaan ng x axis, ngunit tumataas sa kahabaan ng y axis dahil sa pagkilos ng isang puwersa g sa katawan (pagpabilis ng libreng pagkahulog).
2. Paano nakadirekta ang velocity vector iba't ibang puntos trajectory ng isang katawan na itinapon nang pahalang?
Ang vector ng isang katawan na itinapon nang pahalang ay nakadirekta nang tangential.
3. Ang paggalaw ba ng katawan na itinapon nang pahalang ay pare-parehong pinabilis? Bakit?
Ay. Ang landas ng bola na inihagis nang pahalang ay curvilinear at pare-parehong pinabilis, dahil ang landas na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang independiyenteng direksyon: pahalang at ang direksyon ng libreng pagkahulog g, na may palaging epekto sa katawan.
Mga konklusyon: natutong kalkulahin ang modulus ng paunang bilis ng isang katawan na itinapon sa isang pahalang na direksyon at matatagpuan sa ilalim ng pagkilos ng gravity.
Supertask
Gamit ang mga resulta ng trabaho, tukuyin huling bilis paggalaw ng bola (bago ito labanan ng isang piraso ng papel). Anong anggulo ang ginagawa ng bilis na ito sa ibabaw ng sheet?
Baitang 10
Lab #1
Kahulugan ng free fall acceleration.
Kagamitan: isang bola sa isang sinulid, isang tripod na may clutch at isang singsing, isang measuring tape, isang orasan.
Order sa trabaho
modelo mathematical pendulum ay isang metal na bola ng maliit na radius, na sinuspinde sa isang mahabang sinulid.
haba ng pendulum tinutukoy ng distansya mula sa suspension point hanggang sa gitna ng bola (ayon sa formula 1)
saan - ang haba ng thread mula sa punto ng suspensyon hanggang sa lugar kung saan ang bola ay nakakabit sa thread; ay ang diameter ng bola. Haba ng thread sinusukat gamit ang isang ruler, diameter ng bola - caliper.
Ang pag-iwan sa thread na mahigpit, ang bola ay tinanggal mula sa posisyon ng balanse sa pamamagitan ng isang distansya na napakaliit kumpara sa haba ng thread. Pagkatapos ay ang bola ay pinakawalan nang hindi binibigyan ito ng isang push, at sa parehong oras ang segundometro ay naka-on. Tukuyin ang tagal ng panahont , kung saan gumagawa ang pendulumn = 50 kumpletong oscillations. Ang eksperimento ay paulit-ulit sa dalawang iba pang mga pendulum. Ang nakuhang mga resultang pang-eksperimento ( ) ay ipinasok sa talahanayan.
Numero ng pagsukat
t , Kasama
T, s
g, m/s
Sa pamamagitan ng formula (2)
kalkulahin ang panahon ng oscillation ng pendulum, at mula sa formula
(3) kalkulahin ang acceleration ng isang malayang bumabagsak na katawang .
(3)
Ang mga resulta ng pagsukat ay ipinasok sa talahanayan.
Kalkulahin ang arithmetic mean mula sa mga resulta ng pagsukat at gitna ganap na pagkakamali
.Ang huling resulta ng mga sukat at kalkulasyon ay ipinahayag bilang 
.
Baitang 10
Lab No. 2
Pag-aaral ng galaw ng isang katawan na inihagis nang pahalang
Layunin: sukatin paunang bilis inihagis ang katawan nang pahalang upang siyasatin ang pag-asa sa hanay ng paglipad ng isang katawan na itinapon nang pahalang sa taas kung saan ito nagsimulang gumalaw.
Kagamitan: tripod na may manggas at clamp, curved chute, metal ball, isang sheet ng papel, isang sheet ng carbon paper, isang plumb line, isang measuring tape.
Order sa trabaho
Ang bola ay gumulong pababa sa isang hubog na chute Ilalim na bahagi na pahalang. Distansyah mula sa ilalim na gilid ng chute hanggang sa talahanayan ay dapat na 40 cm. Ang mga panga ng clamp ay dapat na matatagpuan malapit sa tuktok na dulo ng chute. Maglagay ng isang sheet ng papel sa ilalim ng chute, pindutin ito pababa gamit ang isang libro upang hindi ito gumalaw sa panahon ng mga eksperimento. Markahan ang isang punto sa sheet na ito ng isang plumb line.PERO matatagpuan sa parehong patayo na may ibabang dulo ng kanal. Bitawan ang bola nang hindi tinutulak. Pansinin (humigit-kumulang) ang lugar sa mesa kung saan dadapo ang bola habang ito ay gumulong sa chute at lumulutang sa hangin. Maglagay ng isang sheet ng papel sa minarkahang lugar, at sa ibabaw nito - isang sheet ng carbon paper na may "gumagana" na gilid pababa. Pindutin ang mga sheet na ito gamit ang isang libro upang hindi sila gumalaw sa panahon ng mga eksperimento. sukatin ang distansya mula sa minarkahang punto hanggang puntoPERO . Ibaba ang chute upang ang distansya mula sa ilalim na gilid ng chute hanggang sa talahanayan ay 10 cm, ulitin ang eksperimento.
Pagkatapos umalis sa chute, gumagalaw ang bola sa isang parabola, na ang tuktok nito ay nasa punto kung saan umaalis ang bola sa chute. Pumili tayo ng coordinate system, tulad ng ipinapakita sa figure. Paunang taas ng bola at hanay ng paglipad nauugnay sa ratio Ayon sa formula na ito, na may pagbaba sa paunang taas ng 4 na beses, ang hanay ng flight ay bumaba ng 2 beses. Nasusukat at maaari mong mahanap ang bilis ng bola sa sandali ng paghihiwalay mula sa chute ayon sa pormula 
