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第5章 3.实验:研究平抛运动—2020-2021同步人教版高中物理必修二讲义.doc
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作者很懒没有写任何内容
v0t、y=gt 2 得初速度球0=x ·.二、实验器材斜槽、小v、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.三、实验步骤方法一:描迹法1.安装调整(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,使其末端伸出桌面,轨道末端切线水平.(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近.如图所示:2.建坐标系:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,利用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴,画出水平向右的x轴.3.确定小球位置(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值.1/9
3.实验:研究平抛运动[学习目标] 1.[科学方法]学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹. 2.[科学方法]会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线. 3.[科学方法]会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度. 4.[科学探究]掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法.一、实验原理1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹.2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax 2的形式(a是一个常量),则轨迹是一条抛物线.3.测出轨迹上某点的坐标x、y,据x=


均匀的六点个——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它
们记坐标(x,y的),并录在下面的
表格已,中知g值,利用公=y=gt2式和xv0t,求出小球做平抛运动的初速度
最0,v出后算v0的平均.值ABCDEF2/9
(2)让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点.(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.4.描点得轨迹:取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹.方法二:喷水法如图所示,倒置的饮料瓶内装有水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平,且加上一个很细的喷嘴.水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹.将它描在背后的纸上,进行分析处理.方法三:频闪照相法数码照相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片.将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线便得到了小球的运动轨迹.四、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线:在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x,y).(1)代数计算法:将某点(如M3点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标都近似成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线.(2)图象法:建立y x2坐标系,根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是抛物线.2.计算初速度:在小球平抛运动轨迹上选取分布


v0=x/(m·s-1)
v0的平均值五
、误差析1.安装斜槽时分,其末端切线不水平,导
致小球离开斜槽后不做平抛运动.2.建立坐标系时,坐标原点的位置确定不准确,导
致轨迹上各点的坐标不准确.3.小球每
次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现差误.4.确定小球运动的位置时不准确,会
导致误差迹5.量取轨.上各点坐标时不准确,会
导致误差.六
、意事项1.注斜槽安装:实验中
必须,整斜槽末端的切线水平调将小球放在斜槽末端水平
部将分,其向两边各轻轻拨动一次,若没有明显的运动倾,向斜槽末端的切线
就方平了.2.水木板固定:方木板
必须时于竖直平面内处固定,要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.3.小球
释放(1)小球每
次必须由斜槽上同一位置从静止滚下.(2)小球开
始滚下的位置高度要适中,以平小球使抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到
达右下角为宜.4.坐标原点:坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.5.初速度的计算:在轨迹上选取离坐标原点O点较
远的一些来点计算初速度.【例1】 (1)在做“研究平抛运动”实验时,除
了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉
之外,下列器材中还需要的有________.A.游
标卡尺 B.秒表.C. 标纸 D坐天平 E.
弹簧测力 F计.重垂线(2)(多
选)实验中,下列说法正的确是________.A.应使小球每
次自斜槽上相同的位置从由滑下3/9
x/mmy/mm


必须光滑C.要
描出的轨迹使更好地真映反实运动,记录的点应适当多一D些.斜槽轨道末端
可以不水平(3)(多
)引选实起验结果偏差较大的原因可能槽________.A.安装斜是时,斜槽末端切线方向不水平B.确定Oy轴时,没
有用重垂线 C.斜槽不是
绝对光定的,有滑一摩擦D.空
阻力气影对小球运动较大有响[解
中] (1)实验析需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,
需要线用重垂利确定坐标轴的y轴.是C、故F需要从.(2)使小球的斜槽上同一位置滚下,
才能保证每次正轨迹相的,A同确.斜槽
没必要必须光滑,只要能使小球飞即的初出度相同速可,B错误.实验中记
录的点越多,轨迹越精正,确C确.斜槽末端必须水,平才能保证后球离开斜槽小做平抛运动,D错误
.(3)小球从斜槽末端
飞不时,斜槽切线不水平,出轴方向y沿竖直方向,空
阻力气影小球运动有对大较响,都会影响小球的运动轨迹或计数点的坐标值,从
而引起较大的实验误差,而斜槽不绝对光滑只会影响速球平抛的初小度大小,不会影
响实验结果偏差大小,A故、B、D正.[答案] (1)C、F (2)AC 确(3)ABD【例2】 在“研究平抛物体的运动”的实验中:(1)为使小球水平抛出,必须
调整斜槽,使其末端的切线成水平方向,检查
方法是________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)小球抛出点的位置
必须及时记录在白纸上,然后从这线点画水平一和竖直线作为x轴
和y轴,竖直线是用________来确定的.(3)某同学建立的直角坐标系如图所示,设
他在安装实验装置和其余操作时准确
无误,只有一处即误,失是__________________________________.(4)该同学在轨迹上
任M一点取,测得坐标为(x,y),则初速度的测量值为________,测量值
真比实值选要________(填“偏偏”大“小”或“不4/9
B.斜槽轨道


平] (1)斜槽水平时小球处处析衡,放在槽口能止静不动.(2)用重
锤线来确定竖直线最小确.(3)描绘准球的运动轨迹时应是描绘球心的位置,
因,坐标原点应在平抛起点的球心位置此即坐标原点应该是小球在槽口时球心在
白.上的水平投影点纸(4)根据x=
v0t,y=gt2,两式联立得:,0=xv因,坐标原点靠为下造值成y
偏小,从而v0偏 .[答案]大(1)将小球放置在槽口处轨道上,小球
能保持坐止 (2)重垂线(3)静标原点应该是小球在槽口时球心在
白(4)纸上的水投影点 平v0=x 偏大1.在“探究平抛运动的运动
规律”的实验中,可以出绘描小球平抛运动的轨迹,实验
简要骤如下:步A.让小球
多次下________位置滚从,记下小球碰笔铅笔到尖置一系列位的.B.按
图安装好,材,注意__________________器记下平抛初位置O点和
过O点的竖直线.C.取下
白,以纸O为原点,以立直线为y轴建竖坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.完
成上述步骤,正确的实验顺序是________________________.[解
,] 安装器材时,应使斜槽末端水平析以保证运球做平抛小动.实验中,每
次下小应从同一位球置落,以保证每次 运动轨迹都相同.[答案]的同一 斜槽末端水平 BAC 2.两个同学根据不同的实验条
件,进行了“研究平抛运动”的实验:5/9
变”).[解


         乙(1)甲
同学采用如图甲所示的装置.用小属击打锤性金弹球,使A片沿水平方向
弹球出,时B同被松开,自由下察落,观两球同时到落改变,地小打锤击
的力度,即改变A球被弹球时的速度,出两仍然同时落地,这说明____乙___________________________________________________________.(2)
同学采用如图乙的示所装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于
发小铁球射P、Q,其中N的末端可看作与光切的水平板相滑,两轨道上端分
别装有电磁C铁、D;调节电磁C铁、D的高从使AC度BD,=而保证铁球P、Q小在轨道出口处的水平初速度
v0相等,现小铁球将P、Q分别吸在电磁
铁C、D上,然后断切电源,使两小球同时以度相的初速同v0分别轨道M从、N的末端射出.实验
观察可的到现.象应是________________仅仅改变弧
形轨道M的高度,重复上述实验,仍能察观到相同的现象,这明说_______________.[解
析] (1)通过对照实验,说明两球具有等时性,由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由
落两运动.(2)体球在水平轨道上相
遇,水平方向运动情况说同,相明平抛运动的水平分运动是
匀直线运动.[答案] (1)速做平抛运动的物体在竖直方向上做自由
落体运动 (2)P球球中Q击 做平抛运动的
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