平抛运动实验.ppt

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1、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，斜槽，(铁架台铁架台)，木板，白纸，复写纸，小球，图钉，木板，白纸，复写纸，小球，图钉，铅笔，铅笔，挡板（挡板（有孔的卡片）有孔的卡片），刻度尺，重锤线。，刻度尺，重锤线。三三.实验步骤实验步骤 1.检验木板是否竖直检验木板是否竖直,斜槽末端是否水平。斜槽末端是否水平。2.在坐标纸上建立直角坐标系（在坐标纸上建立直角坐标系（O，y轴，轴，x轴）轴）3.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

2、点4.处理实验数据处理实验数据思考问题：思考问题：如何检验水平槽是否水平？如何检验水平槽是否水平？坐标原点是在槽口端点吗？坐标原点是在槽口端点吗？为什么要强调小球每次都要从同一位置为什么要强调小球每次都要从同一位置无初速释放？无初速释放？如何描出小球经过的位置如何描出小球经过的位置？将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。即为坐标原点。四.数据分析1.怎

3、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2.怎样计算平抛运动的初速度？y1y2y4 利用公式利用公式 求出求出小球飞行时间小球飞行时间t，再利用，再利用公式公式 ，求出小球，求出小球的水平分度的水平分度 即为小球做平抛运动的即为小球做平抛运动的初速度。初速度。（1 1）O O点为小球初位置点为小球初位置例例5如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相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方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则，则（1）小球平抛的初速度）小球平抛的初速度vo=m/s（2）闪光

4、频率）闪光频率f=HZ（3）小球过）小球过A点的速率点的速率vA=m/sABC1.5101.8（2 2）不知道小球的初位置）不知道小球的初位置练练习习5.(955.(95年年高高考考)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ll1.25cm1.25cm，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的计算式为度的计算式为v v0 0(用用l l、g g表示表示)，其值是其值是 (g(g

5、取取9.8m9.8ms s2 2)dabc解析：由平抛运动规律解析：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练习练习：1.在做在做“研究平衡运动研究平衡运动”实验中应采取实验中应采取下列哪些措施减小误差？（下列哪些措施减小误差？（）A斜槽轨道必须光滑斜槽轨道必须光滑B斜槽水平轨道必须水平斜槽水平轨道必须水平C每次要平衡摩擦力每次要平衡摩擦力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 六六.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

6、平。方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的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。竖直平面平行，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，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。应是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小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定线，先以重锤线方向确定y y轴

7、方向，再用直角三角板轴方向，再用直角三角板画出水平线作为画出水平线作为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点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。速度，这样可使结果的误差较小。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，为为了了能能较较准准确确地地描

8、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母填在横线上：字母填在横线上：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，取取下下纸纸，用用

9、直直尺尺将将点点连连 成折线成折线 A C E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，已备有下实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、列器材：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：刻度尺、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，则正确的是从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是 A A小球平抛的初速度不同

10、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 练习练习3.3.在研究平抛运动的实验中，让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，从图中明显的记录纸分别如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是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乙乙槽底不水平槽底不水平 每次释

11、放小球的高度不同每次释放小球的高度不同练习4.下列哪些因素会使本实验的误差增大（）A小球与斜槽之间有摩擦B建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点C安装斜槽时其末端不水平D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O较远BC 练习练习6 6、在在“研究平抛运动研究平抛运动”实验中，某同学只记录了实验中，某同学只记录了小球运动途中的小球运动途中的A A、B B、CC三点的位置，取三点的位置，取A A点为坐标原点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当点，则各点的位置坐标如图所示，当g g10 m/s10 m/s2 2时，时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.A.小球抛出点

12、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2 2m/sm/s D.D.小球平抛初速度为小球平抛初速度为1 1m/sm/sBD 练习练习9.9.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，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：试按合理的顺序将步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OO；B B取下白纸，用平滑曲线连接小球依次通过的各点，得出平取下白纸，用平滑曲线连接小球依次

13、通过的各点，得出平抛运动轨迹；抛运动轨迹；CC用重锤线和直尺画出过用重锤线和直尺画出过OO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OO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；纸上依次记下小球通过各点的位置；GG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、CC三点，用三角板和刻度尺，三

14、点，用三角板和刻度尺，分别量出三点的水平位移分别量出三点的水平位移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，再求出三次的平均值作为测量最后结果；出三次的平均值作为测量最后结果；E、G、A、D、C、F、B、H、I练习练习6.6.如图如图(a)(a)“是研究平抛运动是研究平抛运动”的实验装置图，的实验装置图，(b)(b)是实验是实验后在白纸上作的图后在白纸上作的图(1)(1)在在(a)(a)图上标出图上标出OO点及点及OXOX，OYOY轴，并说明这两条坐标轴是如轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的

15、答：何作出的答：_(2)(2)固定斜槽轨道时应注意使固定斜槽轨道时应注意使_(3)(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意轨迹，实验中应注意_(4)(4)计算小球平抛初速度的公式为计算小球平抛初速度的公式为V Vo o=_=_，根据图，根据图(b)(b)给出的数据，给出的数据，可计算出可计算出V Vo o=_=_m/sm/s利用重锤线作利用重锤线作OYOY轴，再垂直于轴，再垂直于OYOY作作OXOX轴轴斜槽末斜槽末端切线水平端切线水平每次都从同一高度处无初速度滚下每次都从同一高度处无初速度滚下1.61.6例

16、例3.3.一个同学在一个同学在研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动实验中，只实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离平距离 S S相等的三点相等的三点A A、B B、CC，量得，量得 S=0.2mS=0.2m。又量。又量出它们之间的竖直距离分别为出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1mh1=0.1m，h2=0.2mh2=0.2m，利用这些数据，可求得：利用这些数据，可求得：（1 1）物体抛出时的初速度为）物体抛出时的初速度为 m/sm/s；（2 2）物体经过）物体经过B B时竖直分速度为时竖直分速度为 m/sm/s；（3 3）抛出点在）抛出点在A A点上方高度为点上方高度为 mm处。处。