内容正文:
第五章
曲线运动
目标定位
1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹.
2.会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线.
3.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度.
4.掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法.
学案4 实验:研究平抛运动
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一、描绘平抛运动的轨迹
1.实验器材
斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁架台.
2.实验步骤
(1)按图1甲所示安装实验装置,使斜槽末端水平.
图1
(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.
(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法,在小球运动路线上描下若干点.
(4)将白纸从木板上取下,从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示.
3.注意事项
(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(将小球放在斜槽末端水平部分,若小球静止,则斜槽末端水平).
(2)方木板必须处于竖直平面内,固定时要用铅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由静止释放.
(4)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)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.
二、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
方法一 公式法
1.原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则当以抛出点为坐标原点,建立直角坐标系后,轨迹上各点的坐标应具有y=ax2的关系,而且同一轨迹a是一个特定的值.
2.验证方法
用刻度尺测量几个点的x、y两个坐标,分别代入y=ax2中求出常量a,看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数.
方法二 图象法
建立y-x2坐标系,根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应的y值和x2值,在y-x2坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a值.
三、计算平抛运动的初速度
计算平抛运动的初速度可以分为两种情况
1.平抛轨迹完整.(即含有抛出点)
在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y,就可求出初速度v0.
2.平抛轨迹残缺(即无抛出点)
在轨迹上任取三点A、B、C(如图2所示),使A、B间及B、C间的水平距离相等,由平抛运动的