2022年物理必修第五章第三节研究平抛运动实验导学案 .pdf

学习好资料欢迎下载5.3 实验：研究平抛运动课前预习【知识回顾】1、平抛运动以一定的初速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体所做的运动叫做。如果速度是沿的，这个运动叫做平抛运动。2、平抛运动的性质做平抛运动的物体只受到力的作用，由牛顿第二定律可知，其加速度恒为g，所以是运动；又因重力与速度不在同一条直线上，所以平抛运动是匀变速运动。3、平抛运动的处理方法平抛运动是一种曲线运动，研究平抛运动时可以将平抛运动分解为：水平方向的和竖直方向的运动两个分运动【自主学习】一 研究平抛运动轨迹。1 判断平抛运动轨迹是否为抛物线（1）如图 5.4-1 所示，如果轨迹的确是抛物线，M1、M2、M3各点的 y 坐标与 x 坐标间的关系应该具有的形式（是一个待定的常量）（2）用刻度尺测量某点的两个坐标，代入式中，求出常量（3）测量其它几个点的两个坐标，代入上式，看是否满足，如果在误差允许范围内满足，就说明该曲线为。2.计算平抛物体的初速度（1）根据平抛运动在竖直方向是运动，由y=公式，计算出抛体下落到该点所用的时间t=。（2）根据平抛运动在水平方向是运动，由x=公式，计算出小球的初速度 v0=名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 7 页 -学习好资料欢迎下载二 描绘平抛运动轨迹。(介绍三种参考案例)1.利用实验室的斜面小槽等器材装配图5.4-2 所示的装置。钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做运动。每次都使钢球在斜槽上的位置滚下，钢球在空中做运动的轨迹就是的。设法用铅笔描出小球的位置。通过次实验，在上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做的轨迹。2如图 5.4-3，倒装的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。水从喷嘴中射出，在空中形成，它显示了运动的轨迹。设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。插入瓶中的另一根细管的作用，是。这是因为该管上端与空气相通，A 处水的压强始终大气压，不受瓶内的影响。因此，在水面降到A 处以前的很长一段时间内，都可以得到的细水柱。3.用数码相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹。课堂学习一、实验目的1、用实验的方法描出平抛运动的轨迹2、根据平抛运动的轨迹求其初速度二、实验原理1、描点法描绘平抛运动的轨迹，利用实验器材描出物体做平抛运动时轨迹上的几个点，把这些点用平滑的曲线连接起来，就是平抛物体的轨迹。2、利用平抛物体的运动规律y12gt2和tvx0求出平抛的初速度。三、实验器材附带金属小球的斜槽，木板及竖直固定支架，白纸，图钉，刻度尺，三角板，重锤，铅笔等四、实验步骤名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 7 页 -学习好资料欢迎下载（一）描绘平抛运动的轨迹安装调整斜槽用图钉把白纸钉在竖直木板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的轨道上，如小球能在任意位置静止，就表明水平程度已调好。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，固定木板，然后把重锤线方向记录到钉在木板上的白纸上，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。确定坐标原点把小球放在槽口处，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。确定小球位置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。描绘运动轨迹取下白纸，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。思考：为什么斜槽的末端必须水平？怎样判定？为什么木板必修与小球下落的竖直面平行？若不平行会带来什么误差？为什么小球每次必须都要由静止从斜槽上同一位置滚下？怎样确定坐标原点？怎样描绘运动轨迹？（二）数据处理名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 7 页 -学习好资料欢迎下载1、验证轨迹是抛物线抛物线的数学表达式为2axy，将某点的坐标 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都近似成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线。2、计算平抛物体的初速度在平抛运动的轨迹上选取分布均匀的若干个点，用刻度尺、三角板测出它们的坐标 x、y，并记录在下面的表格中，已知g 值，利用公式 y12gt2和tvx0，求出小球平抛的初速度，最后算出平均值。1 2 3 4 x y ygxv2/00v的平均值如图某次实验所描绘平抛物体的运动轨迹；抛出点在O 点，A、B、C 三点的坐标为 A(x1=0.369m，y1=0.112m)、B(x2=0.630m，y2=0.306m)、C(x3=0.721m，y3=0.441m)。试根据以上的测量结果计算物体平抛的初速度。【当堂检测】（单选）1研究平抛物体的运动，在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 7 页 -学习好资料欢迎下载的，这样做的目的是（）A保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B保证小球飞出时，初速度水平C保证小球在空中运动的时间每次都相等D保证小球运动的轨道是一条抛物线（多选）2在做“研究平抛物体运动”实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差?A斜槽轨道末端切线必须水平 B斜槽轨道必须光滑C每次要平衡摩擦力 D小球每次应从斜槽同一高度释放3研究平抛运动在竖直方向的运动规律实验装置如图所示，下列说法在正确的是()（多选）AA 球的初速度越大，走过的水平距离也越大B无论 A 球的水平速度大小如何，他总是和B 球同时落地C用力大小不一样，A 球在水平方向上运动的距离就不一样D从这个实验看出，A 球在水平方向上的速度和竖直方向上的速度相互影响4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_ 。（多选）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可以不同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5.在“研究平抛物体运动”的实验中，某同学记录了运动轨迹上三点 A、B、C，如图 57 所示，以 A为坐标原点，建立坐标系，各点坐标值已在图中标出求：(1)小球平抛初速度大小；(2)小球做平抛运动的初始位置坐标图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 7 页 -学习好资料欢迎下载课后习题【反馈与演练】（多选）1.本实验测平抛运动的初速时产生误差，与误差无关的是（）A.弧形槽与球间有摩擦B.弧形槽末端切线不水平C.小球受空气阻力D.小球每次自由滚下的位置不同（单选）2在“研究平抛物体的运动”的实验中，要在白纸上作x0y 坐标，其中确定y 轴的方法是 ()A 先过斜槽末端O作水平线，再作此水平线的垂线 B 过斜槽末端0 作一条竖直线 C 利用重垂线画出通过斜槽末端0 的竖直线 D 取白纸的竖直边缘为y 轴（单选）3用描迹法探究平抛运动的规律时，应选用下列各组器材中的哪一组（）A铁架台，方木板，斜槽和小球，秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片B铁架台，方木板，斜槽和小球，天平和秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片C铁架台，方木板，斜槽和小球，秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片D铁架台，方木板，斜槽和小球，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片（单选）4、一同学做“研究平抛物体运动”的实验，只在纸上记下重锤线y 的方向，忘记在纸上记下斜槽末端位置，并在坐标纸上描出如图所示的曲线，现在我们可以在曲线上取A、B 两点，用刻度尺分别量出它们到 y 的距离 AA/=X1，BB/=X2，以及竖直距离h1，从而求出小球抛出的初速度V0为：Ahgxx2/)(2122B221()/2xxhC1222xxghD1222xxgh2xAAB1xBh名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 7 页 -学习好资料欢迎下载5、如图是研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5 厘米的小方格，重力加速度取g=10 米/秒2。由此可知：闪光周期为_ s；小球抛出时的初速度大小为_m/s/秒；小球到达 C点时的速度为 _m/s。6、给你一个米尺和玩具手枪，请你测量玩具手枪子弹射出枪口的速度(1)实验原理：(2)实验步骤：(3)计算子弹速度的公式：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 7 页 -