5[1].3《实验：研究平抛运动》课件

复习回顾：复习回顾：1.1.什么是平抛运动什么是平抛运动? ?初速度沿水平方向只受重力作用的运动初速度沿水平方向只受重力作用的运动2.2.平抛运动可以分解为哪两个分运动平抛运动可以分解为哪两个分运动? ?3.3.平抛运动的轨迹是什么平抛运动的轨迹是什么? ? 水平方向上的匀速直线运动水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动竖直方向上的自由落体运动 2021gtytvx实验目的：实验目的：(1)(1)描绘描绘出平抛物体的出平抛物体的运动轨迹运动轨迹； (2)(2)求求出平抛运动物体的出平抛运动物体的初速度初速度。实验实验: :研究平抛运动研究平抛运动如何获得平抛运动的轨迹如何获得平抛运动的轨迹? ?1 1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？、如何获得小球做平抛运动的轨迹？方案一方案一 ：描迹法描迹法方案二方案二 ： 径迹法径迹法oxyv0方案三方案三 ：用用频闪照相机频闪照相机得到物体运动的轨迹得到物体运动的轨迹照相法照相法实验器材：实验器材：斜槽，金属小球，木板斜槽，金属小球，木板( (附竖附竖直固定支架直固定支架) )，坐标纸，图钉，刻度尺，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。重锤线，铅笔。描迹法描迹法1、安装调整斜槽、安装调整斜槽：用图钉：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线其末端的切线保持水平保持水平。实验步骤实验步骤: :2、调整木板、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近直面平行且靠近,固定好木板。固定好木板。3、确定坐标原点、确定坐标原点O：把小：把小球放在槽口处，用铅笔记下球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的球在槽口时球心在白纸上的水平投影点水平投影点O，O即为坐标即为坐标原点。原点。4描绘运动轨迹描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。 用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。 保证小球每次保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。5、计算初速度、计算初速度：取下白纸，以：取下白纸，以O点为原点画出竖直向点为原点画出竖直向下的下的y轴和水平向右的轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。xy 用公式用公式xv0t和和ygt2/2计算出小球的初速度计算出小球的初速度v0，最后计算出最后计算出v0的平均值。的平均值。 在曲线上选取在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和和y。(1)(1)保证斜槽保证斜槽末端末端的切线必须水平。的切线必须水平。(2)(2)木板木板平面平面竖直竖直且且平行于平行于小球小球平抛平抛的的轨道平轨道平面，面，并使小球的运动靠近木板但不接触。并使小球的运动靠近木板但不接触。 (3)(3)坐标原点坐标原点不在斜槽口的末端，不在斜槽口的末端，应在应在槽口上槽口上方小球方小球球心处球心处实验注意事项实验注意事项: : OO(4)(4)小球小球应在应在同一位置无初速自由释放同一位置无初速自由释放；释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速的高度要适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；角间分布，从而减小测量误差；(5)(5)实验过程中实验过程中木板不能动木板不能动(6)(6)要在平抛轨道上选取距要在平抛轨道上选取距O O点远些的点来计点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。算球的初速度，这样可使结果的误差较小。实验注意事项实验注意事项: : 如何检验斜槽末端部分是否水平如何检验斜槽末端部分是否水平 ？若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平末端水平 讨论讨论1:1:调节木板，使重锤的吊线与平板的边线调节木板，使重锤的吊线与平板的边线平行、与平板面平行；使小球平抛的轨平行、与平板面平行；使小球平抛的轨道平面与板面平行道平面与板面平行 怎么判断木板面是否竖直怎么判断木板面是否竖直? ?讨论讨论2:2:怎么确定坐标原点怎么确定坐标原点o o，建立直角坐标系，建立直角坐标系? ?把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时球的球心在坐标纸板上的水平投影点球的球心在坐标纸板上的水平投影点o o，即为坐标原点即为坐标原点( (不是槽口端点不是槽口端点) )；再利用重；再利用重锤线确定锤线确定y y轴方向和与之垂直的轴方向和与之垂直的x x轴方向。轴方向。讨论讨论3:3:yxA4A3A2A1M4M3M2M1y32 2、如何判断平抛运动的轨迹是不是、如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线抛物线？ 假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足y=axy=ax2 2 。测出轨迹上某点的坐标。测出轨迹上某点的坐标( (x x、y y) )，带入，带入y=axy=ax2 2中求出中求出a a，就可知道代表这个轨迹的可能，就可知道代表这个轨迹的可能关系式；再测几个点的坐标代入验证。关系式；再测几个点的坐标代入验证。3 3、怎样计算平抛物体的初速度？、怎样计算平抛物体的初速度？ 2021gtytvx 水平方向上的匀速直线运动水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动竖直方向上的自由落体运动平抛运动的两个分运动为：平抛运动的两个分运动为：yxv0v0=txyg2= x测出轨迹上某一点的坐测出轨迹上某一点的坐标标(x、y)代入可求出代入可求出v0P（x，y）例例1 1、在做、在做“研究平抛运动研究平抛运动”实验中应采实验中应采取下列哪些措施可减小误差？（）取下列哪些措施可减小误差？（）A A斜槽轨道必须光滑斜槽轨道必须光滑B B斜槽水平部分轨道必须水平斜槽水平部分轨道必须水平C C每次要平衡摩擦力每次要平衡摩擦力D D小球每次应从斜槽上同一高度释放小球每次应从斜槽上同一高度释放B D例例2 2、某同学使小球沿桌面水平飞出，用、某同学使小球沿桌面水平飞出，用数码相机来拍摄小球作平抛运动的录像数码相机来拍摄小球作平抛运动的录像（每秒（每秒1515帧）并将照片打印出来。问：他帧）并将照片打印出来。问：他大约可以得到几桢小球正在空中运动的照大约可以得到几桢小球正在空中运动的照片？片？ v0221gth 由：由：ght2 得：得：若桌高若桌高 h=0.8m h=0.8m ，能拍，能拍 幅照片幅照片6例例3 3、如图所示，在、如图所示，在研究平抛运动研究平抛运动的的实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分，抛出点的位置没有记录，试根据图部分，抛出点的位置没有记录，试根据图中的数据求出平抛运动的初速度。中的数据求出平抛运动的初速度。h1h2ssABC物体在物体在ABAB段和段和BCBC段运动段运动的时间必相等，则有的时间必相等，则有: :212gThhh hgsTsv 0解析解析: :在轨迹上在轨迹上ABCABC三个点是水三个点是水平间距相等的，故有：平间距相等的，故有：在研究平抛物体运动的实验中，用一张印在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=2.5cmL=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的位置如图中的a a、b b、c c、d d所示，则小球平所示，则小球平抛的初速度的计算式为抛的初速度的计算式为v v0 0=_=_（用（用L L、g g表示），其值是表示），其值是_abcd1m/s 2gTy tvx0 2 gL1 1、在、在研究平抛运动研究平抛运动的实验中，为的实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择下列的：（）小球时，应选择下列的：（）A A、实心小铁球；、实心小铁球；B B、空心小铁球；、空心小铁球；C C、实心小木球；、实心小木球；D D、以上三种球都可以；、以上三种球都可以；练一练练一练A2 2、在、在“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的：刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的： A A、秒表、秒表 B B、天平、天平 CC、重锤线、重锤线 D D、测力计、测力计 C 3 3、在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从、在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是 A A小球平抛的初速度不同小球平抛的初速度不同B B小球每次做不同的抛物线运动小球每次做不同的抛物线运动CC小球在空中运动的时间每次均不同小球在空中运动的时间每次均不同D D小球通过相同的水平位移所用时间均不同小球通过相同的水平位移所用时间均不同ABD 4 4、在研究平抛运动的实验中，让小、在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某甲和某乙得到的记下小球的位置，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看记录纸分别如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是出甲的实验错误是 . .乙的实验错误是乙的实验错误是 . . O甲甲O乙乙槽底不水平槽底不水平 每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同5 5、下列哪些因素会使本实验的误差增大、下列哪些因素会使本实验的误差增大 （ ）A A小球与斜槽之间有摩擦小球与斜槽之间有摩擦B B建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点C C安装斜槽时其末端不水平安装斜槽时其末端不水平D D根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作计算的点离原点计算的点离原点O O较远较远BC 6 6、某学生在、某学生在研究平抛运动研究平抛运动的实验中有如下操作步骤，试的实验中有如下操作步骤，试按合理的顺序将步骤序号填在下面的线上：按合理的顺序将步骤序号填在下面的线上：_A A用铅笔在白纸上记下抛出点位置用铅笔在白纸上记下抛出点位置OO；B B取下白纸，用平滑曲线连接小球依次通过的各点，得出平取下白纸，用平滑曲线连接小球依次通过的各点，得出平抛运动轨迹；抛运动轨迹；CC用重锤线和直尺画出过用重锤线和直尺画出过OO点的竖直线点的竖直线oyoy；D D用三角板画出过用三角板画出过OO点的水平线点的水平线oxox；E E安装斜槽，并使槽的末端切线沿水平方向；安装斜槽，并使槽的末端切线沿水平方向；F F每次都从斜槽的定位卡处由静止释放小球，并用铅笔在白每次都从斜槽的定位卡处由静止释放小球，并用铅笔在白纸上依次记下小球通过各点的位置；纸上依次记下小球通过各点的位置；GG将白纸钉在木板上，并竖直固定木板；将白纸钉在木板上，并竖直固定木板；H H在平抛运动轨迹上取在平抛运动轨迹上取A A、B B、CC三点，用三角板和刻度尺，三点，用三角板和刻度尺，分别量出三点的水平位移分别量出三点的水平位移x x和竖直位移和竖直位移y y；I I利用水平和竖直位移利用水平和竖直位移x x、y y，计算三次平抛的初速，计算三次平抛的初速VoVo，再求，再求出三次的平均值作为测量最后结果；出三次的平均值作为测量最后结果；E、G、A、D、C、F、B、H、I7 7、在做、在做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：。 A A通过调节使斜槽的末端保持水平通过调节使斜槽的末端保持水平 B B每次释放小球的位置必须不同每次释放小球的位置必须不同 C C每次必须由静止释放小球每次必须由静止释放小球 D D记录小球位置用的木条记录小球位置用的木条( (或凹槽或凹槽) )每次必须严格地每次必须严格地等距离下降等距离下降 E E小球运动时不应与木板上的白纸小球运动时不应与木板上的白纸( (或方格纸或方格纸) )相触相触 F F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线连成折线 A C E知识延伸：知识延伸：8 8、一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔1 1秒释放一个铁球，先后释放秒释放一个铁球，先后释放7 7个，若不计空气个，若不计空气阻力，则阻力，则7 7个球个球 （ ） A A、在空中任何时刻总是排成抛物线，它、在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的们的落地点是等间距的 B B、在空中任何时刻总是排成抛物线，它、在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点不是等间距的们的落地点不是等间距的 C C、在空中任何时刻总在飞机的正下方排、在空中任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D D、在空中任何时刻总在飞机的正下方排、在空中任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的Cyh9h4h16hxABCDX1X2X3X4。1：4：9：16 9 9、水平抛出的小球、水平抛出的小球1s1s内、内、2s2s内、内、3s3s内内 的的竖直位移之比是竖直位移之比是30 结束语结束语