高三物理一轮复习课件实验五探究平抛运动的规律.ppt

实验五探究平抛运动的规律实验五探究平抛运动的规律 过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析知能优化演练知能优化演练实实验验五五探探究究平平抛抛运运动动的的规规律律知识要点归纳知识要点归纳知识要点归纳知识要点归纳实验实验目的目的1用描迹法描出平抛物体的运用描迹法描出平抛物体的运动轨动轨迹迹2根据运根据运动轨动轨迹求出平抛物体的初速度迹求出平抛物体的初速度实验实验原理原理平抛运平抛运动动可以看作是两个分运可以看作是两个分运动动的合成：一个的合成：一个是水平方向的匀速直是水平方向的匀速直线线运运动动，其速度等于平抛，其速度等于平抛物体运物体运动动的初速度；另一个是的初速度；另一个是竖竖直方向的自由直方向的自由实验器材实验器材斜槽斜槽(附金属小球附金属小球)、木板及竖直固定支架、白、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、细线、刻度尺、三角板、重锤、纸、图钉、细线、刻度尺、三角板、重锤、铅笔铅笔过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1描绘平抛物体的运动轨迹描绘平抛物体的运动轨迹(1)将将斜斜槽槽放放在在桌桌面面上上，让让其其末末端端伸伸出出桌桌面面边边缘缘外外，调调节节末末端端，使使槽槽末末端端切切线线水水平平，随随之之将将其其固定，如图固定，如图451所示所示(2)在带有支呆的木板上，用图钉钉好白纸，并在带有支呆的木板上，用图钉钉好白纸，并让竖直放置的木板左上方靠近槽口，使小球滚让竖直放置的木板左上方靠近槽口，使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行，如图下飞出后的轨道平面跟板面平行，如图451所示所示图图451(3)把小球把小球飞飞离斜槽末端离斜槽末端时时的球心位置投影到的球心位置投影到白白纸纸上，在白上，在白纸纸上上标标出出O的位置，的位置，过过O点用重点用重垂垂线线画出画出竖竖直直线线，定，定为为y轴轴(4)让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止滚下，移动笔尖在纸上的位置，当小球恰好与滚下，移动笔尖在纸上的位置，当小球恰好与笔尖正碰时，在白纸上依次记下这些点的位置笔尖正碰时，在白纸上依次记下这些点的位置.(5)把白纸从木板上放下来，用三角板过把白纸从木板上放下来，用三角板过O点作点作与竖直方向垂直的与竖直方向垂直的x轴，再将上面依次记下的点轴，再将上面依次记下的点连成平滑曲线，这就是平抛小球的运动轨迹连成平滑曲线，这就是平抛小球的运动轨迹二、数据处理二、数据处理在分析实验结果时，一般是根据方格纸记录的轨在分析实验结果时，一般是根据方格纸记录的轨迹求抛体的初速度迹求抛体的初速度v0，解答依据有两条：其一是，解答依据有两条：其一是研究平抛物体的运动实验的原理；其二是匀变速研究平抛物体的运动实验的原理；其二是匀变速直线运动的规律，在水平方向上直线运动的规律，在水平方向上xv0t，在竖，在竖直方向上直方向上yaT2即可求出即可求出v0.三、误差分析三、误差分析1安装斜槽时，其末端切线不水平而产生误差安装斜槽时，其末端切线不水平而产生误差.2建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点，实际上应以末端端口上的小球球心位置为原点，实际上应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点坐标原点3小球每次滚下的初位置不同而产生误差小球每次滚下的初位置不同而产生误差4由于空气阻力存在，并不是真正的平抛由于空气阻力存在，并不是真正的平抛四、注意事项四、注意事项1实验中必须保持斜槽末端水平实验中必须保持斜槽末端水平2要用重垂线检查木板、坐标纸上的竖线是否要用重垂线检查木板、坐标纸上的竖线是否竖直竖直3小球必须每次从斜槽上相同的开始位置自由小球必须每次从斜槽上相同的开始位置自由滚下滚下4实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地确定通过的位置确定通过的位置5要用平滑曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大要用平滑曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大的点在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，的点在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，并且使所选取的点之间尽量远离并且使所选取的点之间尽量远离6要在斜槽上适当的高度释放小球，使它水平要在斜槽上适当的高度释放小球，使它水平抛出时以较大的水平速度运动，从而减小相对抛出时以较大的水平速度运动，从而减小相对误差误差 (2011年湖北黄年湖北黄冈冈中学月考中学月考)在在“研究平研究平抛物体的运抛物体的运动动”的的实验实验中，用如中，用如图图452所所示的示的实验实验装置：装置：实验典例精析实验典例精析对实验原理及操作步骤的考查对实验原理及操作步骤的考查例例例例1 1图图452(1)将两个完全相同的斜滑轨固定在同一竖直面将两个完全相同的斜滑轨固定在同一竖直面内，它们的最下端水平，把两个质量相等的小钢内，它们的最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的顶点由静止同时释放，滑道球，从斜面的顶点由静止同时释放，滑道2与光与光滑水平面吻合，观察到滑水平面吻合，观察到_，说明，说明_.(2)在教材在教材“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”的实验中可的实验中可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度实以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度实验简要步骤如下：验简要步骤如下：A让小球多次从让小球多次从_位置无初速滚下，记位置无初速滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列的位置下小球穿过卡片孔的一系列的位置B按教材图安装好器材，注意调整按教材图安装好器材，注意调整_，记下斜槽末端记下斜槽末端O点和过点和过O点的竖直线点的竖直线C测出曲线上某点的位置坐标测出曲线上某点的位置坐标x、y，用，用v_算出该点的瞬时速度算出该点的瞬时速度D取下白纸，以取下白纸，以O点为原点，以竖直线为轴建点为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹完成上述步骤，将正确的答案填在横线上完成上述步骤，将正确的答案填在横线上上述实验步骤的理顺序是上述实验步骤的理顺序是_ 在做在做“研究平抛物体的运研究平抛物体的运动动”的的实验时实验时，让让小球多次沿同一小球多次沿同一轨轨道运道运动动，通，通过过描点法画出描点法画出小球平抛运小球平抛运动动的的轨轨迹迹(1)为为了能了能较较准确地描准确地描绘绘运运动轨动轨迹，下面列出一迹，下面列出一些操作要求，将你些操作要求，将你认为认为正确的正确的选项选项的字母代号的字母代号填在横填在横线线上：上：_.对注意事项及数据处理的考查对注意事项及数据处理的考查例例2a通过调节使斜槽的末端保持水平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每次必须由静止释放小球d记录小球位置时每次改变的记录小球位置时每次改变的x值必须相同值必须相同e小球运动时不应与木板上的坐标纸相接触小球运动时不应与木板上的坐标纸相接触f取下坐标纸，将球的各位置用直尺将点连成取下坐标纸，将球的各位置用直尺将点连成折线折线(2)若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为边长为L1.25 cm，小球在平抛运动途中的几个，小球在平抛运动途中的几个位置如图位置如图453中的中的a、b、c、d所示，则小球平所示，则小球平抛的初速度的计算式为抛的初速度的计算式为v0_(用用L、g表示表示),其值是其值是_；小球在；小球在b点的速度大小为点的速度大小为_.(取取g9.8 m/s2)图图453【解解析析】(1)只只有有斜斜槽槽的的末末端端保保持持水水平平，小小球球才才具具有有水水平平初初速速度度，其其运运动动才才是是平平抛抛运运动动每每次次从从斜斜槽槽上上同同一一高高度度处处由由静静止止释释放放小小球球，是是为为了了使使小小球球有有相相同同的的初初速速度度，如如果果小小球球在在运运动动过过程程中中与与木木板板上上的的坐坐标标纸纸接接触触，就就会会改改变变它它的的运运动动，便便不不是是平抛运动故选项平抛运动故选项a、c、e正确正确b选项中，每次释放小球的位置必须相同，以保选项中，每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平初速度；证小球有相同的水平初速度；d选项中改变选项中改变x的值的值应视小球运动过程中的实际情况而定，每次改变应视小球运动过程中的实际情况而定，每次改变x的值不一定相同；的值不一定相同；f选项中应根据记下的一系列选项中应根据记下的一系列位置，用平滑的曲线画出小球做平抛运动的轨迹位置，用平滑的曲线画出小球做平抛运动的轨迹.(2)因小球在水平方向的运动为匀速直线运动，由因小球在水平方向的运动为匀速直线运动，由图中可看出相邻两点的水平位移均为图中可看出相邻两点的水平位移均为2L，故每相，故每相邻两点之间的时间间隔是相等的，设为邻两点之间的时间间隔是相等的，设为T，由于，由于平抛运动在竖直方向是自由落体运动，在水平方平抛运动在竖直方向是自由落体运动，在水平方向是匀速直线运动，根据运动学知识可知：向是匀速直线运动，根据运动学知识可知：v02L/TsgT2创新实验创新实验例例3 (2011年灵璧一中月考年灵璧一中月考)有人想有人想设计设计制作制作一一“平抛运平抛运动扫动扫描描仪仪”，所用的器材有：已用，所用的器材有：已用过过的医用吊的医用吊针针(整套，整套，见图见图454甲所示甲所示)；竖竖直木板直木板1块块；厚；厚为为0.5 cm的光滑小木条；的光滑小木条；钉钉子；子；白白纸纸1张张；图钉图钉4枚；小枚；小钢钢球球1个；重垂个；重垂线线；直；直尺尺1把；染了把；染了红红墨水的水；墨水的水；铁铁架台架台图图454(1)证明从针头滴出的水滴的出口速度大小是不变证明从针头滴出的水滴的出口速度大小是不变的的(2)请你帮他设计这一请你帮他设计这一“平抛运动扫描仪平抛运动扫描仪”，并写，并写出实验方案和步骤出实验方案和步骤【解析】【解析】(1)要证明从针头出来的所有水滴速度要证明从针头出来的所有水滴速度大小不变，只要证明针头处的压强在出水过程中大小不变，只要证明针头处的压强在出水过程中是不变的即可打开塑料管上的开关，待流出一是不变的即可打开塑料管上的开关，待流出一部分水稳定后，瓶口处的压强总是等于外界大气部分水稳定后，瓶口处的压强总是等于外界大气压强，针头处压强，针头处A的压强是的压强是pAp0gh，A处水的处水的将针头用透明胶贴在小木条的外边缘，注意针将针头用透明胶贴在小木条的外边缘，注意针头与小木条平行；头与小木条平行；将白纸用将白纸用4个图钉固定在针头右侧的木板上；个图钉固定在针头右侧的木板上；在针头出口处下方挂重垂线在针头出口处下方挂重垂线(如图如图454乙所乙所示示)；打开塑料管上的开关，待稳定时，我们看到红打开塑料管上的开关，待稳定时，我们看到红色的水从针头口呈线状水平射出，并靠近但不接色的水从针头口呈线状水平射出，并靠近但不接触白纸做平抛运动触白纸做平抛运动【答案】见解析【答案】见解析本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用