5.3实验：探究平抛运动的特点 课件 -2023-2024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：以一定的初速度被抛出，在只受重力的情况下做曲线运动，我们把这种运动称为抛体运动。 平抛运动：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，且只在重力作用下所做的运动叫平抛运动。 二、探究平抛运动的特点--常用的两种实验方法： 研究竖直分速度 频闪照相的方法获得轨迹 实验室--描迹法 平抛运动实验.mp4 实验目的 1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。 2.会根据实验结果分析平抛运动在水平方向和竖直方向的分运动的特点。 3.求出平抛运动的初速度。 实验原理 1.用描迹法(或频闪照相法)得到物体平抛运动的轨迹。 2.测出轨迹上某点的坐标x、y,根据x=v0t，y=gt2得初速度v0=x 。 实验器材 斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、铅垂线、三角板、铅笔、刻度尺 实验步骤 (一)用描迹法获得小球平抛运动轨迹。 1.安装斜槽轨道，使其末端保持水平。 2.将小球从斜槽上适当位置由静止释放,用频闪照相机记录下小球在不同时刻的位置,用平滑的曲线将小球各位置图像的中心连接起来就得到小球平抛运动的轨迹。 数据处理 （1）以小球出槽口时球心在木板上的投影点为坐标原点建系； （2）测出轨迹上某点的坐标x、y,根据x=v0t，y=gt2得初速度v0=x (x,y) 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。 4.量取轨迹上坐标时不准确，会导致误差。 注意事项 1.斜槽安装：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，将其向两边各轻轻拨动一次，若没有明显的运动倾向，斜槽末端的切线就水平了。 2.木板固定:必须处于竖直平面内，固定时要用铅垂线检查是否竖直。 3.小球释放: 小球每次必须从斜槽上同一位置静止滚下。 4.坐标原点：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。 例1. 在平抛运动的实验中: (1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是 。  (2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用　　　　来确定的。 (3)某同学建立的直角坐标系如图，假设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是  　 。 (4)若测得M坐标为(x，y)，则初速度的测量值 为　　　，测量值比真实值　　(选填“偏大”或“偏小”)。  将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止 铅垂线 坐标原点应该是小球在槽口时 球心在白纸上的水平投影点 偏大 例2.在研究平抛运动的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下: A.让小球多次从　　　　　　　释放， 在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置， 如图中a、b、c、d 。 B.按实验原理图安装好器材，注意　　　　　　　， 记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。  C.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y 轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的运动轨迹。 (1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。 (2)上述实验步骤的合理顺序是　 。  (3)已知图中小方格的边长l=1.25 cm，则小球平抛的初速度为v0=　　　　(用l、g表示)，其值是　　　　。(g取9.8 m/s2)  (4)b点的速度vb=　　　　(用l、g表示)。  答案:(1)同一位置静止　斜槽末端切线水平 (2)B、A、C 例3. 某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图甲，A是一块水平放置的木板，在其上等间隔地凿出一组平行的插槽(图甲中P0P0'、P1P1'……)，槽间距离均为d。把覆盖复写纸的方格纸铺贴在板B上。实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。每打完一点后,把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d。实验得到小球在方格纸上打下的若干痕迹点，如图乙。 (1)实验前必须调节斜槽末端　　　　，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了　　　　　　　　　　　。  (2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了　　　　　　。  (3)设小方格的边长为l，小球在实验中记录的几个位置如图乙中的a、b、c、d，则小球平抛初速度的计算式为v0= (用l、g