53《实验：研究平抛运动》.pptx

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1、1.知道做平抛运动的条件及相应控制方法。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。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。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。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会推导平抛运动初速度的表达式，会表达式，会计算平抛运动的初速度。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，之后设首先通过回顾前面平抛运动的特点来导入新课，之后设置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，三个实验方案来研究平抛运动，三个实验的

2、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。介绍易于课堂操作的第一个实验。 我们我们的三个实验方案都得到了物体做平抛运动的运动轨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，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。向做自由落体运动。复习回顾复习回顾平抛运动：平抛运动：平抛运动的规律：平抛运动的规律：水平方向：水

3、平方向：竖直方向：竖直方向：物体以一定的物体以一定的水平速度水平速度抛出后，只在抛出后，只在重力重力作用作用下的运动。下的运动。匀速直线运动匀速直线运动， xv0t自由落体运动自由落体运动， y = gt2 /21. 用用实验的方法描出平抛运动的实验的方法描出平抛运动的轨迹，并轨迹，并判断其轨迹判断其轨迹是否为抛物线；是否为抛物线；2. 根据根据平抛运动的轨迹求其平抛运动的轨迹求其初速度。初速度。 如何通过实验方法获得物体做平抛如何通过实验方法获得物体做平抛运动运动的运动的运动轨迹？轨迹？斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。

4、标格）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。斜斜 槽槽小小 球球白白 纸纸 木木 板板铅垂线铅垂线铁架台铁架台(1)安装安装调整斜调整斜槽：槽：用用图钉把白纸钉在竖图钉把白纸钉在竖直板直板上，在上，在木板的左上角固定斜木板的左上角固定斜槽，并槽，并使其使其末端保持水平末端保持水平;(2)调整木板：调整木板：用用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向，方向，并并使木板平面与小球下落的竖直面平行且使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近，靠近，固定固定好好木板；木板；(3)确定坐标轴：确定坐标轴：把把小球放在槽口小球放在槽口处，用处，用铅笔记下小球在槽口铅笔记下小球在槽口

5、时时球心在木板上的水平投影球心在木板上的水平投影点点 O，O 即即为坐标为坐标原点，原点，再再利用利用铅垂线在纸上画出铅垂线在纸上画出通过通过 O点的竖直点的竖直线，即线，即 y 轴轴，过过 O 点垂直点垂直 y 轴轴画画出出 x 轴轴;(4)确定确定小球释放小球释放点：点：选择选择一个小球在斜一个小球在斜槽上合适的位置槽上合适的位置由静止由静止释放，释放，使使小球运小球运动轨迹动轨迹大致经过白纸的右下角大致经过白纸的右下角;(5)描绘描绘运动运动轨迹：轨迹：把把笔尖放在小球可能经过的位置笔尖放在小球可能经过的位置上，如果上，如果小球运动中碰到小球运动中碰到笔尖，用笔尖，用铅笔在该位置画上铅笔

6、在该位置画上一点，用一点，用同样的同样的方法，从方法，从同一位置同一位置释放释放小球，在小球，在小球运动路线上描下若干小球运动路线上描下若干点，点，用用平滑的曲线连接起来，即可得到小球平抛的轨迹。平滑的曲线连接起来，即可得到小球平抛的轨迹。(1) 应应保持斜槽末端的保持斜槽末端的切线水平切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，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；并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；(2) 小球小球每次必须从斜槽上每次必须从斜槽上同一位置无初速度同一位置无初速度滚下，在斜槽滚下，在斜槽上释放小球的上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，使小球以合适

7、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；测量误差；(3) 坐标坐标原点原点（小球做平抛运动的起点）（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。心在木板上的水平投影点。OO坐标原点（平坐标原点（平抛起点）抛起点）(1) 判断判断平抛运动的轨迹是不是抛物线平抛运动的轨迹是不是抛物线如如图所示，在图所示，在 x 轴轴上作出几个等距上作出几个等距离的点离的点 A1、 A2 、 A3 、，把把线段线段 OA1 的的长度记长度记为为 l，则则 OA2

8、2l，O A3 3l，由由 A1 、 A2、A3、向下作向下作垂线，与轨迹的交点记垂线，与轨迹的交点记为为 M1、M2 、 M3 、.。如果轨迹的确是一条抛物。如果轨迹的确是一条抛物线，线，M1、M2 、M3 、.各点的各点的 y 坐坐标与标与 x 坐标间应有坐标间应有 y = ax2 的形式（的形式（a是一个待定的常量）是一个待定的常量）A1A2 A3 M1M2M3 Oxy1yy3y22001222yygttgxgxv tvxty(2) 计算平计算平抛运动的抛运动的初速度初速度记住记住原点原点Oxyxy没有原点没有原点, ,只是抛物线的只是抛物线的一部分一部分AB C xyAByyBCTx0

9、 x0T2BCAByygT00v Tx 00BCABgvxyy 0v求平均速度求平均速度 A. 通过通过调节使斜槽的末端保持调节使斜槽的末端保持水平水平B. 每次每次必须由静止释放必须由静止释放小球小球C. 固定固定白纸的木板必须调节成白纸的木板必须调节成竖直竖直D. 每次每次释放小球的位置必须释放小球的位置必须不同不同E. 将将小球经过不同高度的位置记录在纸上，取下纸后，小球经过不同高度的位置记录在纸上，取下纸后，用用 直尺直尺将点连成折线将点连成折线例例1. (1) 在在做做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验时，让小球的实验时，让小球多次沿多次沿同同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动

10、的一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。为了轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你你认为认为正确正确的是的是_。ABC ( 2 ) 某某学生在做学生在做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验中，忘记记下的实验中，忘记记下小球做小球做平抛运动时的起点位置，平抛运动时的起点位置，O 为物体运动一段时间后的位置为物体运动一段时间后的位置，取，取为坐原点为坐原点，平抛的轨迹如，平抛的轨迹如图图 所所示，根据轨迹的示，根据轨迹的坐标坐标求出物体做求出物体做平抛运动的初速度平抛运动的初速度 v0_m/s。( 取取 g10 m/

11、s2 )1.0例例2在在“研究平抛运动研究平抛运动”的实验中，用一张印有小方格的的实验中，用一张印有小方格的纸纸记录记录轨迹，小方格的边长轨迹，小方格的边长 L1.6 cm，若小球在平抛运动途中，若小球在平抛运动途中的几的几个位置如图个位置如图 中中的的 a、b、c、d 所所示，则小球的平抛示，则小球的平抛初速度初速度的计算式为的计算式为 v0_(用用 L、g 表示表示)，其值是，其值是_，小球小球在在 b 点的速率为点的速率为_。 (取两位有效数字，取两位有效数字，g10 m/s2)2gL0.80 m/s 1.0 m/s 水平喷出的细水平喷出的细水柱即为平抛水柱即为平抛运动的轨迹运动的轨迹y

12、xOx4x3x2x1h5h3h7hABCD在误差允许的范围在误差允许的范围内，四段水平位移内，四段水平位移近似相等；且四段近似相等；且四段水平位移所用的时水平位移所用的时间相等。竖直间相等。竖直方向方向h = gT2实验目的实验目的1. 用用实验的方法描出平抛运动的实验的方法描出平抛运动的轨迹，并轨迹，并判断其轨迹是否判断其轨迹是否为为抛物线；抛物线；2. 根据根据平抛运动的轨迹求其平抛运动的轨迹求其初速度。初速度。实验原理实验原理1. 用用描迹法画出小球平抛运动的描迹法画出小球平抛运动的轨迹；轨迹；2. 建立建立坐标系，轨迹坐标系，轨迹的的 y、x 坐标坐标是否是否满足满足 y = ax2

13、的形式；的形式；3. 建立建立坐标系，测出轨迹上某点的坐标坐标系，测出轨迹上某点的坐标 x、y，根据，根据 xv0t、 y = gt2 /2得，初速度得，初速度02xgvxty研究平抛运动研究平抛运动1. 在在“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器实验时，已备有下列器材材：白纸：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、度尺、铁架铁架台，还需要下列器材中台，还需要下列器材中的的 ( ) A. 秒表秒表 B. 天平天平 C. 重重垂线垂线 D. 测力计测力计 C 2. 在在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜研究平抛物体运动

14、的实验中，如果小球每次从斜槽槽滚滚下的初始位置不同，则正确的下的初始位置不同，则正确的是是 ( )ABD A. 小球小球平抛的初速度不同平抛的初速度不同B. 小球小球每次做不同的抛物线运动每次做不同的抛物线运动C. 小球小球在空中运动的时间均不同在空中运动的时间均不同D. 小球小球通过相同的水平位移所用时间均不同通过相同的水平位移所用时间均不同3. 在做研究在做研究平抛运动的实验中，让小球多次从平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽斜槽上上滚滚下下，在白纸上依次记下小球的位置，在白纸上依次记下小球的位置，两位同学得到，两位同学得到的的记记录录纸分别如纸分别如图甲、乙所图甲、乙所示，从图中示，从图中

15、明显看出：明显看出：甲甲的实验错误是的实验错误是_；乙乙的实验错误是的实验错误是_。 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O甲甲O乙乙4. 下列下列哪些因素会使本实验的误差增大哪些因素会使本实验的误差增大 （ ） A. 小球小球与斜槽之间有摩擦与斜槽之间有摩擦 B. 建立建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 C. 安装安装斜槽时其末端不水平斜槽时其末端不水平 D. 根据根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作作计算计算的点离的点离原点原点 O 较较远远BC 5. 在在“研究平抛

16、运动研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球实验中，某同学只记录了小球运运动途中的动途中的A、B、C 三三点的位置，点的位置，取取A 点点为坐标原点，则为坐标原点，则各点各点的位置的位置坐标如图所示，坐标如图所示，当当 g 10 m/s2 时时，下列说法，下列说法正确的正确的是（是（ ）BD A. 小球小球抛出点的位置坐标抛出点的位置坐标是是 ( 0，0 ) B. 小球小球抛出点的位置坐标抛出点的位置坐标是是 ( 10， 5 ) C. 小球小球平抛初速度平抛初速度为为 2 m/s D. 小球小球平抛初速度平抛初速度为为 1 m/s6. 在在做做“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”这一实验时

17、，下面哪些说这一实验时，下面哪些说法是正确法是正确的的 ( )ABA. 安装安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平B. 进行进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放C. 小球小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果D. 为了为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量7. 在在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸的纸记录轨迹，小方格的记录轨迹，小方格的边长边长 l

18、 1.25 cm，若小球在平抛，若小球在平抛运动运动中先后经过的几个位置如图中中先后经过的几个位置如图中的的 a、b、c、d 所所示，示，则小球则小球平抛的初速度的计算式平抛的初速度的计算式为为 v0 _ ( 用用 l、g 表示表示 )，其值是其值是_ 。( g 取取 9.8 m/s2 )dabc0.70 m/s2gL8. 某同学设计了一个研究平抛运动的实验某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图实验装置示意图如如图图所示所示，A 是一块平面木板是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽平行的插槽 (图中图中 P0P0，P1P1 )，槽间距离均槽间距离

19、均为为 d。把覆把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板盖复写纸的白纸铺贴在硬板 B上上。实验时依次将实验时依次将 B 板插入板插入 A 板的各插槽中板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。等打完一点后，等打完一点后，把把 B 板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离距离 d。（1）实验前应对实验装置反复调节，直到）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，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了了_。（2）每次）每次将将 B 板板向内侧平移向内侧平移距离距离 d，是为了，是为了_。线线水平，水平，A 板水平板水平，插槽，插槽 P0P0 垂直斜轨并在斜轨末垂直斜轨并在斜轨末斜轨末斜轨末端切端切 端正下方端正下方使小球每次做平抛运动的初速度相同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使记录纸上距离距离