5.4 实验：研究平抛运动

实 验 目 的 ：(1)描 绘 出 平 抛 物 体 的 运 动 轨 迹 ；(2)判 断 轨 迹 是 否 是 抛 物 线 ；(3)求 出 平 抛 运 动 物 体 的 初 速 度 。阅 读 课 本 P.14页 参 考 案 例 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 xy v0方 案 三 ：用 频 闪 照 相 机 得 到 物 体 运 动 的 轨 迹照 相 法 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 并 使 斜 槽 末 端 点 的 切 线水 平(2)调 整 木 板 并 固 定 使 其 处 在 竖 直 平 面 内且 与 小 球 运 动 轨 迹 所 在 的 竖 直 平 面 平 行(3)确 定 坐 标 原 点 O， 建 立 直 角 坐 标 系(4)由 斜 槽 上 某 固 定 位 置 无 初 速 释 放 小 球 ，描 绘 小 球 运 动 轨 迹(5)求 小 球 平 抛 的 初 速 度 v0实 验 步 骤 : (1)保 证 斜 槽 末 端 部 分 水 平(2)木 板 平 面 竖 直 且 平 行 小 球 平 抛 的 轨 道 平 面(3)坐 标 原 点 不 在 斜 槽 口 的 末 端 ， 应 在 槽 口 上方 小 球 球 心 处(4)小 球 应 在 同 一 位 置 无 初 速 自 由 释 放 ； 释 放的 高 度 要 适 当(5)实 验 过 程 中 木 板 不 能 动实 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: y xA4A3A2A1 M4M3M2M1y32、 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 ？ 2021 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 ：y xv0v 0= tx yg2= x 测 出 轨 迹 上 某 一 点 的 坐标 (x、 y)代 入 可 求 出 v0P（ 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 221 gth由 ： ght 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 。h1h 2 s sA B C物 体 在 AB段 和 BC段 运 动 的时 间 必 相 等 ， 则 有 : 212 gThhh hgsTsv 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 02 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 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 Label1