高中物理平抛运动实验精选文档.ppt
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1、高中物理平抛运动实验高中物理平抛运动实验本讲稿第一页,共三十二页实验目的:实验目的:f用实验方法描出平抛物体的运动轨迹f用实验轨迹求平抛物体的初速度本讲稿第二页,共三十二页思考:如何通过实验方法获得平抛运动运动思考:如何通过实验方法获得平抛运动运动轨迹?轨迹?f阅读书:实验仪器:斜槽,白纸,图钉,木板,有孔的卡片,小球,刻度尺,重锤线本讲稿第三页,共三十二页阅读课文,回答问题:阅读课文,回答问题:f如何检验水平槽是否水平?如何检验水平槽是否水平?f坐标原点是在槽口端点吗?坐标原点是在槽口端点吗?f为为什什么么要要强强调调小小球球每每次次都都要要从从同同一一位置无初速释放?位置无初速释放?f如何
2、描出小球经过的位置如何描出小球经过的位置?本讲稿第四页,共三十二页简述实验步骤简述实验步骤1.1.安装实验器材安装实验器材2.2.检检验验带带斜斜槽槽的的木木板板是是否否水水平平,坐坐标标纸纸上上竖竖线是否竖直线是否竖直3.3.在坐标纸上建立直角坐标系在坐标纸上建立直角坐标系4.4.由一固定位置无初速释放小球由一固定位置无初速释放小球,描点描点5.5.处理实验数据处理实验数据(根据平抛运动特点算初速度根据平抛运动特点算初速度)本讲稿第五页,共三十二页数据分析数据分析f1.怎样判断实验曲线是一条抛物线?y1y2y4如果是抛物线,各点坐标应满足关系式本讲稿第六页,共三十二页数据分析数据分析f2.怎
3、样计算平抛运动的初速度?y1y2y4根据平抛运动规律本讲稿第七页,共三十二页练习练习:f(1 1)在在做做“研研究究平平衡衡运运动动”实实验验中中应应采采取下列哪些措施减小误差?(取下列哪些措施减小误差?()fA A斜槽轨道必须光滑斜槽轨道必须光滑fB B斜槽水平轨道必须水平斜槽水平轨道必须水平fC C每次要平衡摩擦力每次要平衡摩擦力fD D小球每次应从斜槽同一高度释放小球每次应从斜槽同一高度释放BD本讲稿第八页,共三十二页f(4 4)图图为为平平抛抛球球闪闪光光照照片片,闪闪光光频频率率为为每每秒秒2020次次,则则由由照照片片求求 出出 球球 的的 初初 速速 度度 为为()fA A0.7
4、5m/s0.75m/sfB B1.00m/s1.00m/sfC C1.50m/s1.50m/sfD D0.38m/s0.38m/sA本讲稿第九页,共三十二页一、实验目的一、实验目的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从实验轨迹求平抛物体的初速度。从实验轨迹求平抛物体的初速度。二、实验器材二、实验器材斜槽,铁架台,木板,白纸,小球,图钉,斜槽,铁架台,木板,白纸,小球,图钉,铅笔,铅笔,有有孔的卡片孔的卡片,刻度尺,重锤线。,刻度尺,重锤线。本讲稿第十页,共三十二页 三、实验原理三、实验原理 用描迹法用描迹法 平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动:一平抛
5、物体的运动可以看作是两个分运动的合运动:一是水平方向的匀速直线运动,另一个是竖直方向的自是水平方向的匀速直线运动,另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动,利用描迹法描出小由落体运动。令小球做平抛运动,利用描迹法描出小球的运动轨迹,即小球做平抛运动的曲线,建立坐标球的运动轨迹,即小球做平抛运动的曲线,建立坐标系。系。测出曲线上的某一点的坐标测出曲线上的某一点的坐标x和和y,根据重力加速度,根据重力加速度g的数值、利用公式的数值、利用公式 求出小球飞行时间求出小球飞行时间t,再利用公式再利用公式 ,求出小球的水平分速度,求出小球的水平分速度 ,即为小球做平抛运动的初速度。,即为小球做平抛
6、运动的初速度。本讲稿第十一页,共三十二页四、实验步骤四、实验步骤1、安装调整斜槽:用图钉把、安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,可用平的左上角固定斜槽,可用平衡法调整斜槽,即将小球轻衡法调整斜槽,即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处,放在斜槽平直部分的末端处,能使小球在平直轨道上的任能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就表明水平已意位置静止,就表明水平已调好。调好。本讲稿第十二页,共三十二页2、调整木板:用悬挂在槽口的、调整木板:用悬挂在槽口的重锤线重锤线把木板调整到把木板调整到竖直竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面方向、并使木板平面与小
7、球下落的竖直面平平行行。然后。然后把重锤线方向把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上,记录到钉在木板的白纸上,固定木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽固定木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变。的相对位置保持不变。3、确定坐标原点、确定坐标原点O:把小球:把小球放在槽口处,用铅笔记下球在放在槽口处,用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投槽口时球心在白纸上的水平投影点影点O,O即为坐标原点。即为坐标原点。本讲稿第十三页,共三十二页4描绘运动轨迹:在木板的平面上用手按住卡片,使卡片描绘运动轨迹: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
8、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。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。记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下从斜槽上的同一位置由静止开始滑下,用,用同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。本讲稿第十四页,共三十二页5、计算初速度:取下白纸,以、计算初速度:取下白纸,以O点为原点画出竖直向下的点为原点
9、画出竖直向下的y轴和水平向右的轴和水平向右的x轴,用平滑的曲线把这些位置连接起来轴,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。即得小球做平抛运动的轨迹。xy 用公式用公式xv0t和和ygt2/2计计算出小球的初速度算出小球的初速度v0,最后,最后计算出计算出v0的平均值,并将有关的平均值,并将有关数据记入表格内。数据记入表格内。在曲线上选取在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点,用刻度六个不同的点,用刻度尺和三角板测出它们的坐标尺和三角板测出它们的坐标x和和y。本讲稿第十五页,共三十二页五五.注意事项有:注意事项有:斜槽末端的切线必须水平。斜槽末端的切线必须水平。方木板必
10、须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,并使小球的运动靠近图板但不接触。直平面平行,并使小球的运动靠近图板但不接触。坐标原点坐标原点(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,应是不是槽口的端点,应是小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点。小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点。如果是用白纸,则应以如果是用白纸,则应以小球在糟口时球的球心在木板上的小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点水平投影点为坐标原点,在斜槽末端悬挂重锤线,先以重为坐标原点,在斜槽末端悬挂重锤线,先以重锤线方向确定锤线方向确定y y轴方向,再用直
11、角三角板画出水平线作为轴方向,再用直角三角板画出水平线作为x x轴,建立直角坐标系。轴,建立直角坐标系。每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。要在平抛轨道上选取距要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度,点远些的点来计算球的初速度,这样可使结果的误差较小。这样可使结果的误差较小。本讲稿第十六页,共三十二页 例例1.(1.(19981998年年上上海海)在在做做“研研究究平平抛抛运运动动”的的实实验验时时,让让小小球球多多次次沿沿同同一一轨轨道道运运动动,通通过过描描点点法法画画出出小小球球做做平平抛抛运运动动的的轨轨迹迹,为为了了能能较
12、较准准确确地地描描绘绘运运动动轨轨迹迹,下下面面列列出出了了一一些些操操作作要要求求,将将你你认认为为正正确确的的选选项项前前面面的的字字母母填填在横线上:在横线上:A A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 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 CC每次必须由静止释放小球每次必须由静止释放小球 D D记录小球位置用的木条记录小球位置用的木条(或凹槽或凹槽)每次必须严格地等距每次必须严格地等距 离下降离下降 E E小球运动时不应与木板上的白纸小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸或方格纸)相触相触 F F将将球球的的位位置置记记录录在在纸纸上上后后,取
13、取下下纸纸,用用直直尺尺将将点点连连 成折线成折线 A C E本讲稿第十七页,共三十二页练习练习1.1.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:白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、材:白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需要下列器材器材中的:铁架台,还需要下列器材器材中的:A A、秒表、秒表 B B、天平、天平 CC、重锤线、重锤线 D D、测力计、测力计 C 练习练习2.2.在研究平抛物体运动的实验中,如果小球每次从斜槽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,则正确的是滚下的初始位置不
14、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CC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 本讲稿第十八页,共三十二页练习练习3.3.在研究平抛运动的实验中,让小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,从图中明显看记录纸分别如图所示,从图中明显看出甲的实验错误是出甲的实验错误是 .乙的
15、实验错误是乙的实验错误是 .O甲甲O乙乙槽底不水平槽底不水平 每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同练习练习4.4.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标原点建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点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上取作计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算的点离原点O O较远较远BC 本讲稿第十九页,共三十二页例例5如图为某小球做平抛运动时,用闪光照相的方法如图为某小
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