高中物理 5.3《实验 研究平抛运动》课件 新人教版必修2.ppt

第五章 曲线运动 第3节 实验 研究平抛运动 1 知道做平抛运动的条件及相应控制方法 2 知道用实验获得平抛运动轨迹的方法 3 知道判断运动轨迹是不是抛物线的方法 4 知道测量初速度时需要测量的物理量 5 会推导平抛运动初速度的表达式 会计算平抛运动的初速度 首先通过回顾前面平抛运动的特点来导入新课 之后设置三个实验方案来研究平抛运动 三个实验的原理是一样的 都是为了得到水平方向和竖直方向的运动规律 因此只详细介绍易于课堂操作的第一个实验 我们的三个实验方案都得到了物体做平抛运动的运动轨迹 然后分析研究运动轨迹的水平位移和竖直位移的特点 最后总结得到 平抛运动水平方向做匀速直线运动 竖直方向做自由落体运动 复习回顾 平抛运动 平抛运动的规律 水平方向 竖直方向 物体以一定的水平速度抛出后 只在重力作用下的运动 匀速直线运动 x v0t 自由落体运动 y gt2 2 实验目的 用实验的方法描出平抛运动的轨迹 并判断其轨迹是否为抛物线 2 根据平抛运动的轨迹求其初速度 研究平抛运动 如何通过实验方法获得物体做平抛运动的运动轨迹 1 实验器材 斜槽 小球 木板 白纸 可先画上坐标格 图钉 铅垂线 刻度尺 铅笔等 方案一 平抛运动演示仪 斜槽 小球 白纸 木板 铅垂线 铁架台 2 实验步骤 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 并使其末端保持水平 2 调整木板 用悬挂在槽口的铅垂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 确定坐标轴 把小球放在槽口处 用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O O即为坐标原点 再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线 即y轴 过O点垂直y轴画出x轴 2 实验步骤 4 确定小球释放点 选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放 使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角 5 描绘运动轨迹 把笔尖放在小球可能经过的位置上 如果小球运动中碰到笔尖 用铅笔在该位置画上一点 用同样的方法 从同一位置释放小球 在小球运动路线上描下若干点 用平滑的曲线连接起来 即可得到小球平抛的轨迹 1 应保持斜槽末端的切线水平 钉有坐标纸的木板竖直 并使小球的运动靠近坐标纸但不接触 2 小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下 在斜槽上释放小球的高度应适当 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 3 坐标原点 小球做平抛运动的起点 不是槽口的端点 应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点 3 注意事项 坐标原点 平抛起点 4 数据分析 1 判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 如图所示 在x轴上作出几个等距离的点A1 A2 A3 把线段OA1的长度记为l 则OA2 2l OA3 3l 由A1 A2 A3 向下作垂线 与轨迹的交点记为M1 M2 M3 如果轨迹的确是一条抛物线 M1 M2 M3 各点的y坐标与x坐标间应有y ax2的形式 a是一个待定的常量 2 计算平抛运动的初速度 记住原点 没有原点 只是抛物线的一部分 求平均速度 A 通过调节使斜槽的末端保持水平B 每次必须由静止释放小球C 固定白纸的木板必须调节成竖直D 每次释放小球的位置必须不同E 将小球经过不同高度的位置记录在纸上 取下纸后 用直尺将点连成折线 例1 1 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 将你认为正确的是 ABC 2 某学生在做 研究平抛运动 的实验中 忘记记下小球做平抛运动时的起点位置 O为物体运动一段时间后的位置 取为坐原点 平抛的轨迹如图所示 根据轨迹的坐标求出物体做平抛运动的初速度v0 m s 取g 10m s2 1 0 例2 在 研究平抛运动 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 1 6cm 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 则小球的平抛初速度的计算式为v0 用L g表示 其值是 小球在b点的速率为 取两位有效数字 g 10m s2 0 80m s 1 0m s 方案二 喷水法 水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹 方案三 频闪照相 在误差允许的范围内 四段水平位移近似相等 且四段水平位移所用的时间相等 竖直方向 h gT2 实验目的 1 用实验的方法描出平抛运动的轨迹 并判断其轨迹是否为抛物线 2 根据平抛运动的轨迹求其初速度 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 轨迹的y x坐标是否满足y ax2的形式 3 建立坐标系 测出轨迹上某点的坐标x y 根据x v0t y gt2 2得 初速度 研究平抛运动 1 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 还需要下列器材中的 A 秒表B 天平C 重垂线D 测力计 C 2 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 ABD 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均不同D 小球通过相同的水平位移所用时间均不同 3 在做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 两位同学得到的记录纸分别如图甲 乙所示 从图中明显看出 甲的实验错误是 乙的实验错误是 斜槽末端不水平 每次释放小球的高度不同 4 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 5 在 研究平抛运动 实验中 某同学只记录了小球运动途中的A B C三点的位置 取A点为坐标原点 则各点的位置坐标如图所示 当g 10m s2时 下列说法正确的是 BD A 小球抛出点的位置坐标是 0 0 B 小球抛出点的位置坐标是 10 5 C 小球平抛初速度为2m sD 小球平抛初速度为1m s 6 在做 研究平抛物体的运动 这一实验时 下面哪些说法是正确的 AB A 安装弧形槽时 必须使槽的末端的切线方向保持水平B 进行实验时 每次都要让小球从同一位置由静止释放C 小球与槽的摩擦不可避免 但这不影响实验结果D 为了得到实验结果 不要忘记用天平称出小球的质量 7 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 1 25cm 若小球在平抛运动中先后经过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 g取9 8m s2 0 70m s 8 某同学设计了一个研究平抛运动的实验 实验装置示意图如图所示 A是一块平面木板 在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽 图中P0P0 P1P1 槽间距离均为d 把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上 实验时依次将B板插入A板的各插槽中 每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放 等打完一点后 把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d 1 实验前应对实验装置反复调节 直到 每次让小球从同一位置由静止释放 是为了 2 每次将B板向内侧平移距离d 是为了 线水平 A板水平 插槽P0P0 垂直斜轨并在斜轨末 斜轨末端切 端正下方 使小球每次做平抛运动的初速度相同 每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的 使记录纸上 距离