第2章 第3节 科学探究：平抛运动的特点（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册（鲁科版2019）

第3节　科学探究：平抛运动的特点

 

[对应学生用书P54]

1．实验目的

(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平抛初速度．

2．实验器材

斜槽、小球、木板、铅垂线、坐标纸、图钉、刻度尺、铅笔(或卡孔)等．

3．实验原理与设计

将斜槽等器材安装起来，小球从斜槽上滚下，通过水平槽❶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❷，小球在空中做平抛运动的轨迹相

同．设法用铅笔描出小球经过的位置．通过多次实验，在坐标纸上记录小球所经过的多个位置，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❸．

根据平抛运动的公式x＝v0t和y＝gt2，可求出小球做平抛运动的初速度．

 

1.实验步骤

(1)用图钉把坐标纸钉在竖直木板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端保持水平．

(2)用悬挂在槽口的铅垂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)把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线．

(4)将小球从斜槽上合适的位置由静止释放，使小球的运动轨迹大致经过坐标纸的右下角．

(5)把笔尖放在小球可能经过的位置，如果小球运动中碰到笔尖，用铅笔在坐标纸该位置画上一点．用同样的方法，从同一位置释放小球，在小球运动路线上描下若干点．

2．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．

 

1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线

(1)如图所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3、…，把线段OA1的长度记为L，那么OA2＝2L、OA3＝3L、….过A1、A2、A3、…向下作垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、M3、…

(2)设轨迹是一条抛物线，则M1、M2、M3…各点的y坐标与x坐标应该具有的形式为y＝ax2，a是常量．

(3)用刻度尺测量某点的x、y两个坐标，代入y＝ax2中，求出常量A．

(4)测量其他几个点的x、y坐标，代入上式，看由各点坐标求出的a值是否相等．如果在误差❺允许范围内相等，就说明该曲线为抛物线．

2．计算平抛物体的初速度

(1)在确定坐标原点为抛出点的情况下，在轨迹曲线上任取几点(如A、B、C、D).

(2)用刻度尺和三角板分别测出它们的坐标x和y.

(3)根据平抛运动水平方向是匀速直线运动(x＝v0t)及竖直方向是自由落体运动，分别计算小球的初速度v0，最后计算小球的初速度v0的平均值．

1．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下(√)