5.3实验：研究平抛运动的特点 讲义-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

5.3 实验：探究平抛运动的特点 一、抛体运动 1．抛体运动： 以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。 2．平抛运动： 初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。 ①条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。 ②性质：匀变速曲线运动 二、实验思路 如果我们能把这个复杂的曲线运动分解为两个相对简单的、我们比较熟悉的直线运动，或许就能找到平抛运动的特点。 化曲为直—运动的分解—等效替代 1. 平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？ 沿竖直方向和水平方向分解。如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了。 2、水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？ 三、进行实验 方案一：描轨迹法 【实验目的】 探究竖直分运动的特点 探究水平分运动的特点 【实验原理】 【实验器材】 斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等 【实验步骤】 1.调节斜槽末端水平： 可用平衡法调整斜槽末端水平:即将小球轻放在斜槽平直部分的末端附近，调整斜槽，若小球能在平直轨道上水平部分任意位置静止，就表明斜槽末端已调水平。 3.安装白纸(坐标纸)和复写纸：再用小磁铁或图钉把白纸、复写纸固定在木板上。 2.调整木板竖直：用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向,即利用重垂线，调节木板，使其与重垂线平行，这样就保证木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板;然后把重垂线方向记录到固定在背板的白纸上。 4.确定坐标轴：小球在斜槽末端时，小球球心在白纸上的投影为原点（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,O即为坐标原点（不是槽口端点）,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴，用三角板画出水平方向的x轴） 【数据处理】 1、 竖直分运动的特点 结论：同时刻，竖直分位移相等，同时落地——竖直分运动是自由落体 2、水平分运动特点： 取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的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。 在竖直方向由原点（抛出点）开始连续截取四段位移OE、OF、OG、OH分别为h、4h、9h、16h。在轨迹曲线上找到相对应的位置，并在水平方向上标出对应的点，并测量四段位移OA、AB、BC、CD的长度。 结论：在误差允许范围内,四段位移近似相等，即AB=BC=CD=DE——水平分运动是匀速直线运动。 【误差分析】 1.安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动。 2.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。 3.小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差。 【注意事项】 1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平,以使小球离开斜槽后做平抛运动。 2.方木板必须处于竖直平面内,并使小球的运动靠近坐标纸但不接触。 3.小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下。以保证重复实验时，小球做平抛运动的初速度相等。 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。 学科网（北京）股份有限公司 $