《金榜课件》必修二 第五章曲线运动 第3节 实验：研究平抛运动（教学课件 30张 +素材 3份）

3 实验：研究平抛运动 平抛运动的特点： 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 以上特点是我们根据平抛运动的受力特点分析得到的，你能否设计几个实验来验证你的结论呢？ 平抛运动的轨迹是抛物线。给你一个平抛运动你能不能准确的描绘出其运动轨迹？ y x 1.知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 2.能够设计实验得到物体做平抛运动的轨迹。 3.能够通过对平抛运动轨迹的研究，计算平抛运动物体的初速度。（重点） 观察结果:两球相撞 实验结论： 平抛运动水平方向的运动 是匀速直线运动。 一、水平方向的运动规律 二、竖直方向的运动规律 【实验结论】： 平抛运动竖直方向的运动 是自由落体运动 。 观察结果:两球同时落地 探究思路： 1.设法通过实验得到平抛运动的轨迹。 2.在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所到达的位置。 3.测量两相邻位置间的水平、竖直位移，分析这些位移的特点。 三、描绘平抛运动的轨迹 实验器材:斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。 铁架台 斜槽 木板 白纸 小球 铅垂线 【方案一】平抛运动演示仪 实验原理 平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描点法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。 　测出曲线上某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数 值，利用公式 求出小球飞行时间 ，再利用 公式 ，求出小球的水平分速度 ，即为小球 做平抛运动的初速度。 实验步骤 （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，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明斜槽已调好。 （2）调整木板：用悬挂在槽口的重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。然后把重垂线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。 （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。 （4）描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。 用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。 保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。 1.应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触。 2.小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚 下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差。 注意事项 3.坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。 O O′ 坐标原点（平抛起点） 实验演示 【方案二】水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹。 水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹。 透明胶片 在误差允许的范围内，四段水平位移近似相等；且四段水平位移所用的时间相等。竖直方向△h=gT2 【方案三】频闪照相 y x O x4 x3 x2 x1 h 5h 3h 7h A B C D x y x y 四、平抛运动的初速度计算 1.记住原点 O 2.没有记住原点,v0如何求？ x y x1 x2 y1 y2 O 例1.在做“研究平抛运动”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 准确地描绘运动轨迹，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必须不同 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(或方格纸)接触 F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成 折线 ACE 例2．如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则 （1）小球平抛的初速度v0=　 　m/s （2）闪光频率f=　 　　 Hz （3）小球过A点的速率vA=　　 m/s A B C 解析：由自由落体运动规律， Δy=gt 2=2×0.05=0.1m ∴t=0.1s f=10Hz x=v0 t ∴ v0 =x/t=3×0.05/0