专题 平抛运动实验课 课件-高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册.pptx

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1、实 验：探 究 平 抛 运 动 的 特 点复习回顾：复习回顾：1.1.什么是平抛运动什么是平抛运动?初速度沿水平方向只受重力作用的运动初速度沿水平方向只受重力作用的运动2.2.平抛运动可以分解为哪两个分运动平抛运动可以分解为哪两个分运动?3.3.平抛运动的轨迹是什么平抛运动的轨迹是什么?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实验实验目的：目的：(1)(1)描绘出平抛物体的运动轨迹；描绘出平抛物体的运动轨迹；(2)(2)求出平抛运动物体的初速度。求出平抛运动物体的初速度。实验实验:研究平抛运动研究平抛运动1 1、如何获得小球做平抛运动的

2、轨迹、如何获得小球做平抛运动的轨迹？方案一方案一 ：描迹法描迹法方案二方案二 ：径迹法径迹法o ox xy y方案三方案三 ：用频闪照相机得到物体运动的轨迹用频闪照相机得到物体运动的轨迹照相法照相法v v0 0实验实验 怎样得到平抛运动的轨迹怎样得到平抛运动的轨迹?方案一方案一:斜槽，金属小球，木板斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架附竖直固定支架)，坐标纸，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。描迹法描迹法实验器材：实验器材：实验实验实验实验 方案一方案一方案一方案一:描迹法描迹法实验原理：小球从斜槽上滚下，通过水平槽飞出后做实验原理：小球从斜槽上滚下，通过水平槽飞

3、出后做平抛运动。使小球每次都从斜槽上同一位置由静止释平抛运动。使小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放，利用平抛运动演示器记录小球通过的多个位置。放，利用平抛运动演示器记录小球通过的多个位置。用平滑的曲线将各点连起来，从而得到小球做平抛运用平滑的曲线将各点连起来，从而得到小球做平抛运动的轨迹。动的轨迹。1 1、安装调整斜槽：用图钉、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线保持水平。其末端的切线保持水平。实验步骤实验步骤:怎样验证末端切线水平？怎样验证末端切线水平？小球平衡法：将小球放在斜槽末小球平衡法：将小球

4、放在斜槽末端，看小球在末端是否滚动端，看小球在末端是否滚动2 2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近直面平行且靠近,固定好木板。固定好木板。3 3、确定坐标原点、确定坐标原点O O：把小球：把小球放在槽口处，用铅笔记下球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水在槽口时球心在白纸上的水平投影点平投影点O O，O O即为坐标原点。即为坐标原点。利用重锤线画出竖直轴利用重锤线画出竖直轴y y（两点法）。（两点法）。y y目的？目的？重锤线的作用？重锤线的作

5、用？重重垂垂线线的的作作用用是是检检验验实实验验装装置置的的平平板板是是否否处处于于竖竖直直平平面面内内，以以及及确定确定y y轴方向。轴方向。重锤线的作用？重锤线的作用？4 4描绘运动轨迹：在木板的平面上用手调整接球板的描绘运动轨迹：在木板的平面上用手调整接球板的位置，使滚下的小球落在卡槽上，位置，使滚下的小球落在卡槽上，每次小球下落到接球每次小球下落到接球板，触碰到复写纸并在白纸上留下印迹，记下了小球球板，触碰到复写纸并在白纸上留下印迹，记下了小球球心所对应的位置。心所对应的位置。保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找

6、出小球平抛轨迹上的一系列位置。用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。目的？目的？做做相相同同初初速速度度的的平平抛抛运运动动，保保证证运动轨迹相同运动轨迹相同5 5、计算初速度：取下白纸，以、计算初速度：取下白纸，以O O点为原点画出竖直向点为原点画出竖直向下的下的y y轴和用三角板画出水平向右的轴和用三角板画出水平向右的x x轴，用平滑的曲轴，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。线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。x xy y 用公式用公式 x xv v0 0t t y ygtgt2 2/2/2计算出小球的初速度计算出小球的初速度v v0 0，再计算六

7、次结果的平均值。再计算六次结果的平均值。在曲线上选取在曲线上选取A A、B B、C C、D D、E E、F F六个不同的点，六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标用刻度尺和三角板测出它们的坐标x x和和y y。1.1.如何检验斜槽末端部分是否水平如何检验斜槽末端部分是否水平？实验回顾实验回顾:2.2.怎么判断木板面是否竖直怎么判断木板面是否竖直?3.3.怎么确定坐标原点怎么确定坐标原点o o，建立直角坐标系，建立直角坐标系?4.4.如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？5.5.怎样计算平抛物体怎样计算平抛物体 的初速度？的初速度？1.将小球放在斜槽末端水

8、平轨道的任意位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平。2.木板面与中垂线平行，即木板面竖直。3.把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。4.以抛出点为坐标原点，建立直角坐标系。从轨迹上任意取若干个点分别代入y=ax2，求得a为某一定值，即可验证平抛运动的轨迹为抛物线。实验数据处理与分析实验数据处理与分析:次次 数物数物 理理 量量 1 2 3 4 5 6 7 测测x x坐标（坐标（m m）测测y y坐标（坐标（m m）飞行时间飞行时间t=t=（s s）初速度初速度v v0 0=x =x （m/sm/s）曲线方程曲线方程计算平抛运动的初速度计算平抛运动

9、的初速度5 5计算平抛运动的初速度可以分为两种情况计算平抛运动的初速度可以分为两种情况(1)(1)平抛轨迹完整平抛轨迹完整(即含有抛出点即含有抛出点)在在轨轨迹迹上上任任取取一一点点，测测出出该该点点离离坐坐标标原原点点的的水水平平位位移移x x及及竖直位移竖直位移y y，就可求出初速度，就可求出初速度v v0 0.O Ox xy yx xy y(2)(2)平平抛抛轨轨迹迹残残缺缺(即即无无抛抛出出点点)匀匀变变速速直直线线运运动动推推论论【相相邻邻位移差公式】位移差公式】在在轨轨迹迹上上任任取取三三点点A A、B B、C C(如如图图3 3所所示示)，使使A A、B B间间及及B B、C C

10、间间的的水水平平距距离离相相等等，设设为为x x，由由平平抛抛运运动动的的规规律律可可知知A A、B B间间与与B B、C C间间所用时间相等，设为所用时间相等，设为t t，重力加速度为，重力加速度为g g，则则h hh hBCBCh hABABgtgt2 2图图3 3 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：O O O Oy yx xv0v0v v0 0=x x测出轨迹上某一点的坐测出轨迹上某一点的坐标标(x(x、y)y)代入可求出代入可求出v v0 0P P（x x，y y）如果初位置

11、没有记录下来，根据一轨迹如果初位置没有记录下来，根据一轨迹的一部分，能否求出初速度？的一部分，能否求出初速度？假设轨迹和竖直假设轨迹和竖直y y轴记录的十分准确轴记录的十分准确思考：思考：y yL L L Ly y1 1y y2 2y y2 2-y-y1 1=gt=gt2 2V V0 0=L/t=L/t方法：方法：利用匀变速利用匀变速直线运动推论直线运动推论例例2 2、如图所示，在、如图所示，在研究平抛运动研究平抛运动的的实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分，抛出点的位置没有记录，试根据图部分，抛出点的位置没有记录，试根据图中的数据求出平抛运动的初速度。

12、中的数据求出平抛运动的初速度。h h1 1h h2 2s ss sA AB BC C物体在物体在ABAB段和段和BCBC段运动的段运动的时间必相等，则有时间必相等，则有:解析解析:在轨迹上在轨迹上ABCABC三个点是水三个点是水平间距相等的，故有：平间距相等的，故有：在研究平抛物体运动的实验中，用一张印在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=2.5cmL=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个位。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的置如图中的a a、b b、c c、d d所示，则小球平抛所示，则小球平抛的初速度的计算式为的初

13、速度的计算式为v v0 0=_=_（用（用L L、g g表示），其值是表示），其值是_abcd1m/s 1m/s 考题形式（考查操作）考题形式（考查操作）在利用斜槽轨道做在利用斜槽轨道做“探究平抛运动的特点探究平抛运动的特点”的实验时，让钢球多次沿同一轨道运动，通的实验时，让钢球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出钢球做平抛运动的轨迹。过描点法画出钢球做平抛运动的轨迹。(2)(2)实验前应对实验装置反复调节，直到斜实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线槽末端切线_。每次让钢球从同一位。每次让钢球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛置由静止释放，是为了每次平抛_相相同。同。(3)(3)为了能

14、较准确地描绘运动轨迹，下面列为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上面的字母填在横线上_。A A钢球运动时不能与背板上的白纸钢球运动时不能与背板上的白纸(或方格或方格纸纸)相接触相接触B B用直尺将记录的点连成折线用直尺将记录的点连成折线C C用平滑的曲线将记录的点连接起来用平滑的曲线将记录的点连接起来D D记录钢球位置用的挡板每次必须严格地记录钢球位置用的挡板每次必须严格地等距离下降等距离下降水平水平初速度初速度ACAC快速练习（考查操作）快速练习（考查操作）用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐

15、重用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQPQ滑下后从滑下后从Q Q点飞出，落在水平挡板点飞出，落在水平挡板MNMN上。由于挡板靠近硬板一侧较上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。上将留下一系列痕迹点。(3)(3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种

16、方案，其中可行的是三种方案，其中可行的是_。A A从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹平抛运动轨迹B B用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C C将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹平抛运动轨迹ABAB3 3、在研究平抛物体运动

17、的实验中，如果小球每次从、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ABDABD 考题形式（数据处理）考题形式（数据处理）在做在做“探究平抛物体的特点探究平抛物体的特点”的实验时：的实验时：(1)(1)钢球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平钢球抛出点的位置必须及时

18、记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为线和竖直线作为x x轴和轴和y y轴，竖直线是用轴，竖直线是用_这一器材来确定的。这一器材来确定的。(2)(2)某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示，由轨迹可知，竖直距离某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示，由轨迹可知，竖直距离y yOAOAyyABAByyBCBC_，对应时间，对应时间t tOAOAttABABttBCBC_，这，这表明竖直方向是初速度为表明竖直方向是初速度为_ 的的 _运动。运动。重锤线重锤线1:3:51:3:51:1:11:1:1零零匀加速直线匀加速直线考题形式（数据处理）考题形式（数据处理）在做在做“探究平抛物体的特点探究平抛物

19、体的特点”的实验时：的实验时：(3)(3)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在直角该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在直角坐标系内绘出了坐标系内绘出了y yx x 图像，如图乙所示，此平抛物体的初速度图像，如图乙所示，此平抛物体的初速度V V0 00.49 m/s0.49 m/s，则竖直方向的加速度，则竖直方向的加速度g g_m/s_m/s 。(结果保留结果保留3 3位有效位有效数字数字)2 22 29.609.604 4、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

20、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 .乙的实验错误是乙的实验错误是 .O O甲甲O 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(1)(1)保证斜槽末端的切线必须水平。保证斜槽末端的切线必须水平。(2)(2)木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平木板平面竖直且平行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。面，并使小球的运动靠近木板但不接触。(3)(3)坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上方小球球心处方小球球心处实验注意事项实验注意事项:O OO O(4)(4)小球应在同一位置无初速自由释放；释放小球应在同一位置无初速自由释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速的高度要适当，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；角间分布，从而减小测量误差；(5)(5)实验过程中木板不能动实验过程中木板不能动(6)(6)要在平抛轨道上选取距要在平抛轨道上选取距O O点远些的点来计点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。算球的初速度，这样可使结果的误差较小。实验注意事项实验注意事项: