2.3科学探究：平抛运动特点 课件—2020-2021学年鲁科版（2019）高一物理必修第二册

科学探究：平抛运动特点 PHYSICS HHK 1 实验目的与原理 1．描绘物体做平抛运动的轨迹并分析其特点。 2．根据平抛运动的轨迹求其初速度。 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＝ax2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)，根据x＝v0t，y＝gt2得初速度v0＝x。 一、实验目的 二、实验原理 2 实验装置 斜槽、小球、木板、坐标纸、图钉、铅垂线、铅笔(或卡孔)、刻度尺等 三、实验器材 斜 槽 小 球 白 纸 木 板 铅垂线 铁架台 3 实验步骤 1、安装调整 (1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外靠近木板左上角，轨道末端的切线水平。 (2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板上，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。 4 实验步骤 2．建立坐标系 把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O，O点即为坐标原点；用铅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。 5 实验步骤 3、确定小球的位置 (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经过的某一位置。 (2)让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近，用铅笔较准确地在坐标纸上描出小球通过的位置。 (3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。 6 实验步骤 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，即得到小球做平抛运动的轨迹。 7 数据处理 1、判断平抛轨迹 在x轴上作出等距离的几个点X1、X2、X3…向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点，用刻度尺测量各点的坐标(x，y)。 x y o x1 x2 x3 x4 满足为抛物线 8 数据处理 2、计算平抛初速度 x y o x1 x2 x3 x4 水平： 竖直： 注意多次测量，求平均值。 9 误差分析 安装斜槽时，其末端的切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动，从而产生误差 小球运动轨迹的频闪照片如图所示 10 误差分析 确定小球运动的位置时，出现误差 测量产生的误差 量取轨迹上各点的坐标时，出现误差 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从而产生误差 11 典型例题 在做“探究平抛运动的特点”的实验时，可以选用图中两种装置进行研究。 (1)图甲的实验现象是 。该现象说明平抛运动的 。 (2)图乙是实验室内研究平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都使钢球在弧形槽上的 位置由 滚下。 两个小球同时落地 竖直分运动是自由落体 同一 静止 12 典型例题 在“探究平抛运动的特点”实验中 (1)横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法如图所示，坐标原点应选小球在斜槽末端时的 。 B A．球心　　　 B. 球的上端　 　C．球的下端 13 典型例题 (2)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图2所示的频闪照片。在测得x1，x2，x3，x4后，需要验证的关系是 。已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是 。 D A. B. C. D. x2 – x1 =x3 –x2 = x4 – x3 14 典型例题 某同学在“研究小球做平抛运动”的实验中： (1)采用频闪照相机拍摄到如图所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L＝5 cm，A、B、C是摄下的三个小球的位置，如果取g＝10 m/s2，那么： 1．照相机拍摄时每 s曝光一次； 2．小球做平抛运动的初速度大小为 m/s； 3．B点的速率为 m/s。 (2)引起实验结果偏差较大的原因可能是（ ） 。 A．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平 B．确定Oy轴时，没有用重垂线 C．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦 D．空气阻力对小球运动有较大影响 ABD