1.3 专题 平抛运动实验课 课件 -2022-2023学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

实验:探究平抛运动的特点 复习回顾: 1.什么是平抛运动? 初速度沿水平方向只受重力作用的运动 2.平抛运动可以分解为哪两个分运动? 3.平抛运动的轨迹是什么? 水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动 实验目的: (1)描绘出平抛物体的运动轨迹; (2)求出平抛运动物体的初速度。 实验:研究平抛运动 1、如何获得小球做平抛运动的轨迹? 方案一 : 描迹法 方案二 : 径迹法 o x y 方案三 : 用频闪照相机得到物体运动的轨迹 照相法 v0 实验 怎样得到平抛运动的轨迹? 方案一: 斜槽,金属小球,木板(附竖直固定支架),坐标纸,图钉,刻度尺,重锤线,铅笔。 描迹法 实验器材: 实验 方案一:描迹法 实验原理:小球从斜槽上滚下,通过水平槽飞出后做平抛运动。使小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放,利用平抛运动演示器记录小球通过的多个位置。用平滑的曲线将各点连起来,从而得到小球做平抛运动的轨迹。 1、安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端的切线保持水平。 实验步骤: 怎样验证末端切线水平? 小球平衡法:将小球放在斜槽末 端,看小球在末端是否滚动 2、调整木板:用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板。 3、确定坐标原点O:把小球放在槽口处,用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O,O即为坐标原点。利用重锤线画出竖直轴y(两点法)。 y 目的? 重锤线的作用? 重垂线的作用是检验实验装置的平板是否处于竖直平面内,以及确定y轴方向。 重锤线的作用? 4.描绘运动轨迹:在木板的平面上用手调整接球板的位置,使滚下的小球落在卡槽上,每次小球下落到接球板,触碰到复写纸并在白纸上留下印迹,记下了小球球心所对应的位置。 保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下,用同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。 目的? 做相同初速度的平抛运动,保证运动轨迹相同 5、计算初速度:取下白纸,以O点为原点画出竖直向下的y轴和用三角板画出水平向右的x轴,用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。 x y 用公式 x=v0t y=gt2/2 计算出小球的初速度v0, 再计算六次结果的平均值。 在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点,用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。 1.如何检验斜槽末端部分是否水平 ? 实验回顾: 2.怎么判断木板面是否竖直? 3.怎么确定坐标原点o,建立直角坐标系? 4.如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线? 5.怎样计算平抛物体 的初速度? 1.将小球放在斜槽末端水平轨道的任意位置,小球都不滚动,则可以认为斜槽末端水平。 2.木板面与中垂线平行,即木板面竖直。 3.把小球放在槽口处,用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O,O即为坐标原点。 4.以抛出点为坐标原点,建立直角坐标系。从轨迹上任意取若干个点分别代入y=ax2,求得a为某一定值,即可验证平抛运动的轨迹为抛物线。 实验数据处理与分析: 次 数物 理 量 1 2 3 4 5 6 7 测x坐标(m) 测y坐标(m) 飞行时间t= (s) 初速度v0=x (m/s) 曲线方程 计算平抛运动的初速度 5 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,测出该点离坐标原点的水平位移x及竖直位移y,就可求出初速度v0. O x y x y (2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)——匀变速直线运动推论【相邻位移差公式】 在轨迹上任取三点A、B、C(如图3所示),使A、B间及B、C间的水平距离相等,设为x,由平抛运动的规律可知A、B间与B、C间所用时间相等,设为t,重力加速度为g, 则Δh=hBC-hAB=gt2 图3 水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动 平抛运动的两个分运动为: O y x v0 v0= = x 测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0 P(x,y) 如果初位置没有记录下来,根据一轨迹 的一部分,能否求出初速度? 假设轨迹和竖直y轴记录的十分准确 思考: y L L y1 y2 y2-y1=gt2 V0=L/t 方法: 利用匀变速 直线运动推论 例2、如图所示,在《研究平抛运动》的实验中,描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分,抛出点的位置没有记录,试根据图中的数据求出平抛运动的初速度。 h1 h2 s s A B C 物体在AB段和BC段运动的时间必相等,则有: 解析: 在轨迹上ABC三个点是水平间距相等的,故有: 在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的