第五章5.3实验：研究平抛运动【公开课教学课件】高中物理.pptx

单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式实验：研究平抛运动实验：研究平抛运动单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式1.1.用实验方法描出平抛物体的运动轨迹用实验方法描出平抛物体的运动轨迹2.2.判断平抛运动轨迹是不是抛物线判断平抛运动轨迹是不是抛物线3.3.掌握用实验轨迹求平抛物体的初速度掌握用实验轨迹求平抛物体的初速度一、实验目的一、实验目的单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式问题问题1 1：如何获得平抛运动的轨迹：如何获得平抛运动的轨迹?单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式二、实验方法二、实验方法描迹法描迹法喷水法喷水法频闪照相法频闪照相法单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式 斜槽、小球、木板及固定支架、白纸（可先画上坐斜槽、小球、木板及固定支架、白纸（可先画上坐标格）图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等标格）图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等三、实验器材三、实验器材单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式 用图钉把白纸钉在用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其上角固定斜槽，并使其末端的切线保持水平末端的切线保持水平。四、实验步骤四、实验步骤.安装调整斜槽安装调整斜槽平衡法调整斜槽平衡法调整斜槽:将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，若小球在将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，若小球在平直轨道上的任意位置都静止，就表明水平已调好。平直轨道上的任意位置都静止，就表明水平已调好。单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式 用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近平行且靠近,固定好木板。固定好木板。.调整木板调整木板单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式 把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时时球心球心在白纸上的水平投影点在白纸上的水平投影点O，O即为坐标即为坐标原点。原点。再利用铅垂线在纸上画出通过再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖点的竖直线直线,即即y y轴。轴。O.确定坐标原点确定坐标原点O单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式 用铅笔在白纸上点个黑点，记下小球经过该点时球心所对用铅笔在白纸上点个黑点，记下小球经过该点时球心所对应的位置。应的位置。保证小球每次从斜槽上的保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下同一位置由静止开始滑下，用同，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。.描绘运动轨迹描绘运动轨迹单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式问题问题2 2：如何判断平抛运动的轨迹如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？是不是抛物线？单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式 假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足y=axy=ax2 2。测出轨迹上某点的坐标。测出轨迹上某点的坐标(x x、y y)，带入，带入y=axy=ax2 2中求出中求出a a，就，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入验证验证a a是否为常数是否为常数。OOyxx4x3x2x1M4M3M2M1y3单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式问题问题3 3：如何利用平抛运动的轨迹如何利用平抛运动的轨迹图像计算其初速度？图像计算其初速度？单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式 水平方向上的匀速直线运动水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体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：平抛运动的两个分运动为：v0=x测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0OOyxv0P（x，y）单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式xyx1y1x2y22.2.不知道抛出点计算初速度不知道抛出点计算初速度单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式a.a.保证斜槽末端的保证斜槽末端的切线必须水平切线必须水平。b.b.木板平面木板平面竖直且平行竖直且平行于小球平抛的轨道平面，并使小球的运动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。靠近木板但不接触。c.c.建坐标系建坐标系时，坐标原点不在斜槽口的末端，应是小球在槽口时时，坐标原点不在斜槽口的末端，应是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点。且应当先以球心在白纸上的水平投影点。且应当先以重锤线方向确定重锤线方向确定y y轴方轴方向，再用直角三角板画出水平线作为向，再用直角三角板画出水平线作为x x轴。轴。d.d.小球每次必须从斜槽上小球每次必须从斜槽上同一位置由静止同一位置由静止(初速度相同初速度相同)滚下滚下，在，在释放小球的释放小球的高度应适当高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨，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。迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差。e.e.要在平抛轨道上选取要在平抛轨道上选取距距O点远些点远些的点来计算，这样可使结果的的点来计算，这样可使结果的误差较小。误差较小。.注意事项注意事项单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式1.1.在做在做“研究平抛运动研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是（图钉之外，下列器材中还需要的是（）A A游标卡尺游标卡尺 B B秒表秒表C C坐标纸坐标纸 D D天平天平E E弹簧秤弹簧秤 F F重垂线重垂线C F即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式2.2.在做在做“研究平抛运动研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施可实验中应采取下列哪些措施可减小减小误差误差 （）A A斜槽轨道必须光滑斜槽轨道必须光滑B B斜槽水平轨道部分必须水平斜槽水平轨道部分必须水平C C每次要平衡摩擦力每次要平衡摩擦力D D小球每次应从斜槽上同一高度释放小球每次应从斜槽上同一高度释放E.E.在曲线上取作计算的点离原点在曲线上取作计算的点离原点O O较远较远 B D E即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式3.3.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（的初始位置不同，则正确的是（）A A小球平抛的初速度不同小球平抛的初速度不同B B小球每次做不同的抛物线运动小球每次做不同的抛物线运动C C小球在空中运动的时间每次均不同小球在空中运动的时间每次均不同D D小球通过相同的水平位移所用时间均不同小球通过相同的水平位移所用时间均不同ABD 即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式4.4.某学生在某学生在研究平抛运动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：骤序号填在下面的线上：。A A用铅笔在白纸上记下抛出点位置用铅笔在白纸上记下抛出点位置O O；B 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；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 C用重锤线和直尺画出过用重锤线和直尺画出过O O点的竖直线点的竖直线oyoy；D D用三角板画出过用三角板画出过O O点的水平线点的水平线oxox；E E安装斜槽，并使槽的末端切线沿水平方向；安装斜槽，并使槽的末端切线沿水平方向；F 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；球通过各点的位置；G G将白纸钉在木板上，并竖直固定木板；将白纸钉在木板上，并竖直固定木板；H H在平抛运动轨迹上取在平抛运动轨迹上取A A、B B、C C三点，用三角板和刻度尺，分别量出三点的水三点，用三角板和刻度尺，分别量出三点的水平位移平位移x x和竖直位移和竖直位移y y；I I利用水平和竖直位移利用水平和竖直位移x x、y y，计算三次平抛的初速，计算三次平抛的初速VoVo，再求出三次的平均值，再求出三次的平均值作为测量最后结果；作为测量最后结果；E、G、A、D、C、F、B、H、I即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式5.5.在在“研究平抛运动研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动实验中，某同学只记录了小球运动途中的途中的A A、B B、C C三点的位置，取三点的位置，取A A点为坐标原点，则各点的位点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当置坐标如图所示，当g g10 m/s10 m/s2 2时，下列说法正确的是（时，下列说法正确的是（）A.A.小球抛出点的位置坐标是小球抛出点的位置坐标是(0(0，0)0)B.B.小球抛出点的位置坐标是小球抛出点的位置坐标是(-10(-10，-5)-5)C.C.小球平抛初速度为小球平抛初速度为2m/s2m/s D.D.小球平抛初速度为小球平抛初速度为1m/s1m/sBD 即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式6.6.在做在做“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”这一实验时，下面哪些这一实验时，下面哪些说法是正确的说法是正确的（）A.A.安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平B.B.进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放C.C.小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果D.D.为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量AB即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式7.7.在在研研究究平平抛抛物物体体运运动动的的实实验验中中，用用一一张张印印有有小小方方格格的的纸纸记记录录轨轨迹迹，小小方方格格的的边边长长l l1.25cm1.25cm，若若小小球球在在平平抛抛运运动动中中先先后后经经过过的的几几个个位位置置如如图图中中的的a a、b b、c c、d d所所示示，则则小小球球平平抛抛的的初初速速度度的计算式为的计算式为v v0 0 (用用l l、g g表示表示)，其其值是值是 (g g取取9.8m9.8ms s2 2)dabc解析：解析：由平抛运动规律由平抛运动规律y=gT 2=lx=v0 T v0=x/T=2l/T=代入数字代入数字 l=1.25cm=1/80 m得到得到 v0=0.70m/s 0.70m/s即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式8.8.水平抛出的小球水平抛出的小球1s1s内、内、2s2s内、内、3s3s内内 的竖直位移之比的竖直位移之比是是 。yh9h4h16hOxA AB BC CD DX X1 1X X2 2X X3 3X X4 41：4：9：16 1s,2s,3s1s,2s,3s内水平位内水平位移之比移之比1 1：2 2：3 3：4 4即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式9.9.在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白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所示，从图中明显看出甲的实验错误是.乙的实验错误是乙的实验错误是 .O甲甲O乙乙斜槽末端不水平斜槽末端不水平 每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同下列哪些因素会使本实验的误差增大（下列哪些因素会使本实验的误差增大（）A A.小球与斜槽之间有摩擦小球与斜槽之间有摩擦 B B.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点标原点 C C.安装斜槽时其末端不水平安装斜槽时其末端不水平 D D.根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线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上取作计算的点离原点O O较远较远BC BC 即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式10.10.如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分一部分,图中背景方格的边长为图中背景方格的边长为5cm5cm，g=10m/sg=10m/s2 2，则，则（1 1）小球平抛的初速度）小球平抛的初速度v vo o=m/sm/s（2 2）闪光频率）闪光频率f=f=H H2 2（3 3）小球过）小球过A A点的速率点的速率v vA A=m/sm/sABC解解：由自由落体运动规律，：由自由落体运动规律，y=gt 2=20.05=0.1m t=0.1s f=10Hzx=v0 t v0=x/t=30.05/0.1=1.5m/svBy=(y1+y2)/2t=80.05/0.2=2m/svAy=vBy gt=2-1=1m/svA2=vAy2+v02=1+2.25=3.25vA=1.8m/s1.5101.8即学即即学即练单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式如何确如何确定平抛定平抛运动轨运动轨迹迹如何判如何判断轨迹断轨迹为抛物为抛物线线如何根如何根据轨迹据轨迹求初速求初速度度课堂小结课堂小结单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式谢谢!