3第三节、实验：探究平抛运动的特点

第三节、实验：探究平抛运动的特点1实验目的(1) 用实验的方法描出平抛运动的轨迹(2) 判断平抛运动的轨迹是否为抛物线(3) 根据平抛运动的轨迹求其初速度2实验原理(1) 用描迹法画出小球平抛运动的轨迹(2) 建立坐标系，测出轨迹上某点的坐标x、y,据x=v01, y=2gt2得初速度v=x3实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺核心探究1实验步骤(1) 安装调平将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端水平如图137所示图 137(2) 建坐标系 用图钉将坐标纸固定在木板上,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的 投影点0, 0点即为坐标原点，用重垂线画出过坐标原点的竖直线，作为y轴，画出水平向 右的 x 轴(3) 确定球的位置 将小球从斜槽上某一位置由静止释放，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一 x值处的y值，然后让小球由同一位置自由滚下，用铅笔较准确地描出小 球通过的位置，并在坐标纸上记下该点用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置(4) 描点得轨迹 取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点，用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹2数据处理(1) 计算初速度在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点一一A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角 板测出它们的坐标(x, y),并记录在预先设计好的表格中，已知g值，利用公式y=*gt2和 x=v01,求出小球做平抛运动的初速度V。，最后算出V。的平均值.(2) 验证轨迹是抛物线抛物线的数学表达式为y=ax2,将某点(如B点)的坐标x、y代入上式求出常数a,再 将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标近似都成立,则说明 所描绘的曲线为抛物线3误差分析(1) 斜槽末端没有调水平,小球离开斜槽后不做平抛运动(2) 确定小球运动的位置时不准确(3) 量取轨迹上各点坐标时不准确例题分析： 例题1(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉 之外下列器材中还需要的是A. 游标卡尺B.秒表C.坐 标纸D.天平E.弹簧测力计F.重垂 线(2)(多选)实验中,下列说法正确的是( )A. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B. 斜槽轨道必须光滑C. 为了使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些D. 斜槽轨道末端可以不水平 例题2在利用斜槽轨道做“研究平抛运动”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A. 通过调节使斜槽的末端保持水平B. 每次释放小球的位置必须不同C. 每次必须由静止释放小球D. 记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降E. 小球运动时不能与木块上的白纸(或方格纸)相接触F. 将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线例题3.图138甲是“研究平抛运动”的实验装置图.3甲孔丙(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线.每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛.(2)图乙是正确实验取得的数据，其中0为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s.(3) 在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5 cm，通过实验，记录了小 球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为m/s； B点的竖直分速度为m/s.研究平抛运动的注意事项1. 在实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的的方法是：让小球放在斜槽 末端任一位置，看其是否能静止).2. 方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.3. 小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下.4. 坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.5. 小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角上一 直到达右下角为宜.6. 在轨迹上选取离坐标原点0点较远的一些来计算初速度.变式训练1 (多选)“研究平抛运动”实验的装置如图1310所示，在实验前应()A. 将斜槽的末端切线调成水平B. 将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C. 在白纸上记录斜槽末端槽口的位置0,作为小球做平抛运动 的起点和所建坐标系的原点D. 测出平抛小球的质量2. 平抛物体的运动规律可以概括为两点：一是水平方向上做匀速直线运动；二是竖直 向上做自由落体运动.为了研究平抛物体的运动，可做这样的实验：如图1312 所示，用 小锤打击弹性金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，做自由落 体运动，两球同时落到地面，则这个实验()A. 只能说明上述规律中的第一条B. 只能说明上述规律中的第二条C. 不能说明上述规律中的任何一条D. 能同时说明上述两条规律3. 某实验小组同学在“研究平抛运动”的实验中，只画出了 如图1315 所示的曲线，于是他在曲线上取水平距离Ax相等的三点A、B、C,量得Ax=0.2 m.又量出它 们之间的竖直距离分别为h1 = 0.1 m，h2 = 0.2 m，(g取10 m/s2)利 用这些数据，可求得：(2)物体经过B时竖直分速度为(3)抛出点在A点上方高度为m处.4如图1318所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的图中背景方格的边长均为5 cm，如果g取10 m/s2，那么:(1)照相机的闪光频率是Hz；(1)物体抛出时的初速度为m/s；囲巴(2 )小球运动中水平分速度的大小是m/s；(3) 小球经过B点时的速度大小是m/s.5.用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根 据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部 分，剩余部分如图乙所示.图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度代表0.10 m，PP2 和P3是轨迹图线上的3个点，和P2、P2和P3之间的水平距离相等.完成下列填空(重力加速度取10 m/s2)：(1) 设P、P2和P3的横坐标分别为X、x2和x3，纵坐标分别为yy2和儿，从图中可读出叽一y2l=m，lyy3l=m，lxx2l=m(保留两位小数).(2) 若已测得抛出后小球在水平方向上做匀速运动.利用(1)中读取的数据，求出小球从P运动到P2所用的时间为s，小球抛出后的水平速度为m/s.