【人教版】物理必修二：5.3《实验：研究平抛运动》ppt课件要点.pptVIP

* 第五章　曲线运动 3　实验：研究平抛运动 * * 一、实验目的 1．用实验的方法描出平抛运动的轨迹． 2．根据平抛运动的轨迹求其初速度． 二、实验原理 1．描绘轨迹：使小球做平抛运动，利用描迹法描绘出小球的运动轨迹，利用数学方法判断这个轨迹是不是抛物线，即y＝ax2. 2．计算初速度v0：建立坐标系，测出轨迹曲线上任一点的坐标x和y，根据公式x＝v0t和y＝gt2，即可求得初速度v0＝x. 三、实验器材 斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺． 四、实验步骤 1．安装、调整斜槽 将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末端切线水平，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，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． (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的轨迹． 五、数据处理 1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 如图所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3、…把线段OA1的长度记为l，则OA2＝2l，OA3＝3l，…，由A1、A2、A3、…向下作垂线，与轨迹交点记为M1、M2、M3、…若轨迹是一条抛物线，则各点的y坐标与x坐标间的关系应该具有y＝ax2的形式(a是一个待定的常量)． 2．平抛运动水平方向运动性质的判定 (1)据平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动及自由落体下落高度与运动时间的关系：y＝gt2，在平抛运动轨迹的竖直坐标轴y上，从原点O开始向下取一个坐标为h的点，再找到坐标为4h、9h、…的点． (2)过这些点作水平线与轨迹分别交于A、B、C、…点，则这些点就是每经过相等时间物体所到达的位置．如图所示． (3)测量出OA、AB、BC、…的水平距离，对比实验测量结果，若各段距离相等，说明水平方向上的运动是匀速直线运动． 3．计算平抛运动的物体的初速度 (1)在确定坐标原点为抛出点的情况下，在轨迹曲线上任取几点． (2)用刻度尺和三角板分别测出它们的坐标x和y. (3)根据平抛运动水平方向是匀速直线运动(x＝v0t)及竖直方向是自由落体运动(y＝gt2)，分别计算小球的初速度v0，最后计算小球的初速度v0的平均值． 六、误差分析 1.斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动． 2.确定小球运动的位置时不准确． 3.量取轨迹上各点坐标时不准确． 七、注意事项 1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是：将小球放在斜槽末端水平部分的不同地方，看其是否都能处于静止状态)． 2.方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直． 3.小球每次必须从斜槽上同一位置无初速滚下． 4.小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜． 5.在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度． 八、它案设计 方案一　喷水法 如图甲所示，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一根更细的硬管作为喷嘴．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，可在装置一侧竖直放置一玻璃板，将平抛运动的轨迹描在玻璃板上． 方案二　频闪照相法 现代影像技术的发展为我们研究平抛运动的轨迹提供了方便．若能拍摄到物体做平抛运动的几张照片如图乙所示，就能描绘出平抛运动的轨迹了．用数码相机的摄像功能或用数码摄像机都能实现，有条件的学校也可用频闪照相的方法来实现． [例1]　在“研究平抛运动”的实验中，可以用斜面小槽描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下： 实验步骤与注意事项A．让小球多次从______________位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置； B．安装器材，注意__________________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线； C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹． (1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上； (2)上述实验步骤的合理顺序是________． [解析]　(1)步骤A中为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同，轨迹重合，应让小球从斜槽上的同一位置滚下；步骤B中为了保证小球做平抛运动，要注意斜槽末端切线水平．(2)上述实验步骤的合理顺序是BAC.