2.3 研究平抛运动的特点—山东省济南外国语学校鲁科版高中物理必修二学案（003）

物理新鲁科版必修二第2章导学案003 第3节 科学探究：平抛运动的特点 【课前预习】 1．在判断平抛运动的轨迹是否为抛物线时，有两种方法： 方法一：代数运算法。将记录在坐标纸中各点的坐标值（x、y）分别代入公式y=ax2,若计算得到的a值在误差允许的范围内 ，则轨迹是抛物线。 方法二：图像法。建立y-x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标分别计算出对应的y值和x2值，在y-x2坐标系中描点，若连接各描点的线为 ，则轨迹为抛物线。 2．计算初速度时，根据的原理是平抛运动水平方向是 运动，有x= ；竖直方向是 运动，有y= 。则小球初速度的表达式为v0= . 【探究与生成】 [问题1]平抛物体运动轨迹的描绘 [教师点拨]对于平抛运动轨迹的描绘，需要注意下面几个原则： 1. 准确性。如轨道末端要水平，记录位置要到位等 2. 可操作性。如在释放小球时，理论上可以以相同的速度出发，但这缺乏可操作性，不能保证速度每次都一样大，只有从静止开始释放才最好。 3. 真实性。如小球的运动轨迹应为一段平滑曲线，在连线时不能连成折线或其它形状的线条。 例1．在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确的描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求．将你认为正确的选项前面的字母填在横线上： ． A.通过调节使斜槽的末端保持水平 B.每次释放小球的位置可以不同 C.每次必须由静止释放小球 D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 E.小球运动时不应与木板上的白纸(或坐标纸)相接触 F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，利用直尺将点连成折线 [问题2]用频闪相机研究平抛运动的特点 [教师点拨]根据运动轨迹的图像可以从小球位置上分析出平抛运动在水平方向和竖直方向上的特点。 例2.如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球。AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹； BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出结论： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [问题3] 判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 [教师点拨]因为抛物线的方程是y=ax2，若描出的轨迹上各点坐标代入该方程后算出的a在误差允许范围内为一常数，则该轨迹为抛物线。 例3.如图为一平抛运动的轨迹，各点的坐标如图所示，单位为厘米。则该轨迹是否为一抛物线？ [问题4]平抛运动初速度的计算 [教师点拨] 因为平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，即初速度为零的匀加速直线运动，水平分运动是匀速直线运动，由运动学规律即可求解平抛运动物体的初速度。 例4. 某同学在做探究平抛运动实验时得到了如图平抛轨迹 o x 建立坐标系，其中坐标原点O就是平抛起点，P点的坐标 ·P x=10cm，y=5cm，则平抛初速度v0为 。 Y 【课堂练习】 1．《探究平抛运动实验》的实验目的有（ ） A．描出平抛物体的运动轨迹 B．求出当地的重力加速度 C .求出平抛物体运动的初速度 D．求出平抛物体的运动位移 2. 下列哪些因素会使“探究平抛物体运动”实验的误差增大（ ） A． 小球与斜槽之间有摩擦 B． 安装斜槽时其末端不水平 C． 建立坐标系时，以斜槽末端口位置为坐标原点 D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O要较远 3．在用描迹法探究平抛运动规律的实验中，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉外，下列器材中还需要的是（ ） A．刻度尺 B．小钢球 C．重锺线 D．秒表 E．天平 F.弹簧秤 4. 在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为v0＝ （用L、g表示），其值是　　　　　　。（g取9.8m/s2） 参考答案