o《实验：研究平抛运动》.ppt

复习回顾： 1.什么是平抛运动 ? 初速度沿水平方向只受重力作用的运动 2.平抛运动可以分解为哪两个分运动 ? 3.平抛运动的轨迹是什么 ? 水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动 2 0 2 1 gty tvx 实验目的： (1)描绘 出平抛物体的 运动轨迹 ； (2)求 出平抛运动物体的 初速度 。 实验 :研究平抛运动 如何获得平抛运动的轨迹 ? 1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？ 方案一 ： 描迹法 方案二 ： 径迹法 o x y v0 方案三 ： 用 频闪照相机 得到物体运动的轨迹 照相法 实验 怎样得到平抛运动的轨迹 ? 方案一 : 实验器材： 斜槽，金属小球，木板 (附竖 直固定支架 )，坐标纸，图钉，刻度尺， 重锤线，铅笔。 描迹法 1、安装调整斜槽 ：用图钉 把白纸钉在竖直板上，在木 板的左上角固定斜槽，并使 其末端的切线 保持水平 。 实验步骤 : 2、调整木板 ：用悬挂在槽口的重锤线把木板调 整到竖直方向、并使 木板平面与小球下落的竖 直面平行且靠近 ,固定好木板。 3、确定坐标原点 O：把小 球放在槽口处，用铅笔记下 球在槽口时球心在白纸上的 水平投影点 O， O即为坐标 原点。 4描绘运动轨迹 ：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 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 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 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。 5、计算初速度 ：取下白纸，以 O点为原点画出竖直向 下的 y轴和水平向右的 x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。 x y 用公式 x v0t和 y gt2/2 计算出小球的初速度 v0， 最后计算出 v0的平均值。 在曲线上选取 A、 B、 C、 D、 E、 F六个不同的点， 用刻度尺和三角板测出它们的坐标 x和 y。 (1)保证斜槽 末端 的切线必须水平。 (2)木板 平面 竖直 且 平行于 小球 平抛 的 轨道平 面， 并使小球的运动靠近木板但不接触。 (3)坐标原点 不在斜槽口的末端， 应在 槽口上 方小球 球心处 实验注意事项 : O O (4)小球 应在 同一位置无初速自由释放 ；释放 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 角间分布，从而减小测量误差； (5)实验过程中 木板不能动 (6)要在平抛轨道上选取距 O点远些的点来计 算球的初速度，这样可使结果的误差较小。 实验注意事项 : 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 位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽 末端水平 讨论 1: 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 道平面与板面平行 怎么判断木板面是否竖直 ? 讨论 2: 怎么确定坐标原点 o，建立直角坐标系 ? 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 o， 即为坐标原点 (不是槽口端点 )；再利用重 锤线确定 y轴方向和与之垂直的 x轴方向。 讨论 3: O y x A4 A3 A2 A1 M4 M3 M2 M1 y3 2、如何判断平抛运动的轨迹是不是 抛物线 ？ 假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足 y=ax2 。测出轨迹上某点的坐标 (x、 y)，带入 y=ax2中求出 a，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。 3、怎样计算平抛物体的初速度？ 2 0 2 1 gty tvx 水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动 平抛运动的两个分运动为： O y x v0 v0= t x y g 2 = x 测出轨迹上某一点的坐标 (x、 y)代入可求出 v 0 P（ x， y） 例 1、在做 “ 研究平抛运动 ” 实验中应采 取下列哪些措施可减小误差？（ ） A斜槽轨道必须光滑 B斜槽水平部分轨道必须水平 C每次要平衡摩擦力 D小球每次应从斜槽上同一高度释放 B D 例 2、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 （每秒 15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 片？ v0 2 2 1 gth 由： g h t 2 得： 若桌高 h=0.8m ，能拍 幅照片 6 例 3、如图所示，在 研究平抛运动 的 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 中的数据求出平抛运动的初速度。 h1 h2 s s A B C 物体在 AB段和 BC段运动 的时间必相等，则有 : 2 12 gThhh h gs T sv 0 解析 : 在轨迹上 ABC三个点是水 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 有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 L=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个 位置如图中的 a、 b、 c、 d所示，则小球平 抛的初速度的计算式为 v0=_（用 L、 g表示），其值是 _ a b c d 1m/s 2gTy tvx 0 2 gL 1、在 研究平抛运动 的实验中，为 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：（ ） A、实心小铁球； B、空心小铁球； C、实心小木球； D、以上三种球都可以； 练一练 A 2、在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列 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： A、秒表 B、天平 C、重锤线 D、测力计 C 3、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 A小球平抛的初速度不同 B小球每次做不同的抛物线运动 C小球在空中运动的时间每次均不同 D小球通过相同的水平位移所用时间均不同 ABD 4、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 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 出甲的实验错误是 . 乙的实验错误是 . O 甲 O 乙 槽底不水平 每次释放小球的高度不同 5、下列哪些因素会使本实验的误差增大 （ ） A小球与斜槽之间有摩擦 B建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 C安装斜槽时其末端不水平 D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 O较远 BC 6、某学生在 研究平抛运动 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： _ A用铅笔在白纸上记下抛出点位置 O； B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； C用重锤线和直尺画出过 O点的竖直线 oy； D用三角板画出过 O点的水平线 ox； E安装斜槽，并使槽的末端切线沿水平方向； 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 纸上依次记下小球通过各点的位置； G将白纸钉在木板上，并竖直固定木板； H在平抛运动轨迹上取 A、 B、 C三点，用三角板和刻度尺， 分别量出三点的水平位移 x和竖直位移 y； I利用水平和竖直位移 x、 y，计算三次平抛的初速 Vo，再求 出三次的平均值作为测量最后结果； E、 G、 A、 D、 C、 F、 B、 H、 I 7、 在做 “ 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 记录小球位置用的木条 (或凹槽 )每次必须严格地 等距离下降 E 小球运动时不应与木板上的白纸 (或方格纸 )相触 F 将球的位置记录在纸上后 ， 取下纸 ， 用直尺将点 连成折线 A C E 知识延伸： 8、一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔 1 秒释放一个铁球，先后释放 7个，若不计空气 阻力，则 7个球 （ ） A、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 B、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 C、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 D、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 C y h 9h 4h 16h x O A B C D X1 X2 X3 X4 。 1： 4： 9： 16 9、水平抛出的小球 1s内、 2s内、 3s内 的 竖直位移之比是