科学探究平抛运动的特点

科学探究：平抛运动的特点【教学目标】1用实验的方法描岀平抛运动的轨迹。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。【教学重点】1. 用实验的方法描岀平抛运动的轨迹。2根据平抛运动的轨迹求其初速度。【教学难点】用实验的方法描岀平抛运动的轨迹。【教学过程】一、实验目的1. 用实验的方法描岀平抛运动的轨迹。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。二、实验原理1. 利用追踪法逐点描岀小球运动的轨迹。2. 建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有 y = ax 以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点0,过0点画岀竖直的y轴和水平的x轴 使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到的形式（a是一个常量） 则轨迹是一条抛物线。3测岀轨迹上某点的坐标x、y，根据?= ? ?= 1g?，得初速度?= ?埠。三、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺四、实验步骤1按图甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平。笔尖，就用铅笔在该位置画上一点。用同样方法，在小球运动路线上描下若干点。4 将白纸从木板上取下，从 0点开始连接画岀的若干点描岀一条平滑的曲线，如图乙所示 五、数据记录处理g=m/s 2。选点编号xy?=巨？gvo123451判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(1原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y = ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值.(2)验证方法方法一：代入法用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入 y= ax2中求岀常数a,看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数。方法二：图象法建立y-x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算岀对应y值的x2值，在y-x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值。2 计算平抛运动的初速度(1平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点，测岀该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求岀初速度?。因？?= ?= ：g?，故? = ?/2?。(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)如图所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则 h= hBc hAB = gt2六、误差分析1仪器安装时，未检查斜槽末端是否水平会造成系统误差。2 描点不准确，测量水平位移和竖直位移不准确会造成偶然误差。七、注意事项1实验中必须调整斜槽末端的切线水平（将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平）。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滚下。4 .坐标原点不是槽口的端点，应是小球岀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，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。6在轨迹上选取离坐标原点0点较远的一些点来计算初速度。【巩固练习】1. 在做“研究平抛物体的运动”实验时，下列说法正确的是（）A. 安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平B. 安装有斜槽的木板时，只要注意小球不与木板发生摩擦即可C. 每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D. 斜槽轨道必须光滑答案：AC2. 某物理实验小组利用如图所示装置测量小球做平抛运动的初速度。在地面上沿抛岀的速度方向水 平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点处的重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上，则利用小球在刻度尺上的落点位置，就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度。下列各图表示四位同学在刻度尺旁边分别制 作岀的速度标尺（图中 P点为重锤的投影位置），其中可能正确的是（）答案：Amsa(i20.4 n.e 0剧 n1.T -,1. , 1. J HO 1070 5D 4U 汕如Mm/sL )，重力加速度为 go1.0 CtVlO甲(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是:(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的C点，OC=x，则小球做平抛运动的初速度Vo=(3)在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角?小球落点与0点的水平距离x将随之改变，经多次实验，以X2为纵坐标、cos?为横坐标，得到如图乙所示图像，则当？殳30 时，x为答案：(1)保证小球沿水平方向抛岀(2)?匕爲6如图所示，用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利用该实验器,一方面能测弹簧的劲度系数，另一方面可测量小球做平抛运动的初速度。，然后由公式(选填“同一”或“不(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的求出k的平均值。(2)使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端压到同”)位置。然后分别测岀小球几次飞岀后的，再由公式求出初速度的平均值。答案：(1)弹簧测力计的示数 F弹簧的伸长量?= ?(2)同一水平位移x竖直高度yVo=x