第2章 第3节 科学探究：平抛运动的特点-新教材高中物理必修第二册【优化探究】(鲁科版)(共45张PPT)

必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 第3节　科学探究：平抛运动的特点 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 实验 • 认知导学 实验 • 核心解读 实验 • 热点剖析 课堂 • 巩固演练 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 一、实验目的 1．用实验的方法描出平抛运动的轨迹． 2．由实验轨迹求平抛运动物体的初速度． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 二、实验原理 平抛物体的运动可以看成是由两个分运动合成的，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动． 使小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，建立平面直角坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，根据公式x＝v0t和y＝eq \f(1,2)gt2就可以求得v0＝xeq \r(\f(g,2y))，即为小球做平抛运动的初速度． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 三、实验器材 斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重锤线、三角板、铅笔、刻度尺． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 一、实验步骤 1．实验装置如图所示，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． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．调整木板，确定坐标原点：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，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，用重锤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．描点：将小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球从轨道末端飞出，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，然后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．用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 4．描绘出平抛运动的轨迹：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． 5．计算初速度：在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x，y)，并记录在下面的表格中，已知g值，利用公式y＝eq \f(1,2)gt2和x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值. 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 A B C D E F x/mm y/mm v0＝xeq \r(\f(g,2y))/(m·s－1) v0的平均值 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 二、注意事项 1．保证斜槽末端切线水平，方木板竖直且与小球下落的平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触． 2．小球每次都从斜槽上同一位置由静止滚下． 3．小球做平抛运动的起点不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球的重心在木板上的水平投影点． 4．小球在斜槽上开始滚下的位置要适当，以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角． 5．要选取距O点远些的点来计算小球的初速度，这样可减小误差． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 三、实验误差来源和分析 1．安装斜槽时，其末端切线不水平． 2．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点，实际上应是末端端口上的小球球心位置为坐标原点． 3．小球每次自由滚下的位置不完全相同． 4．数据测量时，测量不准确而产生误差． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 四、数据处理 1．计算初速度 (1)在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E、F六个点，测出它们的x、y坐标值． (2)把测到的坐标值依次代入公式y＝eq \f(1,2)gt2和x＝v0t，求出小球平抛的初速度，并计算其平均值． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．验证轨迹是抛物线 抛物线的数学表达式为y＝ax2，将某点(如B点)的坐标x、y代入上式求出常数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近似都成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 五、获得平抛运动轨迹的其他方法 1．喷水法 如图所示，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，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． 必修第二册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．频闪照相法 用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹，如图所示．由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等