5.3实验：研究平抛运动的特点 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

1、描绘出平抛运动的运动轨迹 实验：研究平抛运动 2、求出平抛运动物体的初速度 3、判断运动轨迹是否为抛物线 实验目的： 实验器材 斜槽轨道、金属小球、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、铅笔、刻度尺、重垂线,木挡板及支架、复写纸 方案一：描轨迹法 实验步骤 1.安装平抛实验仪——斜槽末端切线水平 若小球在平直轨道上的任意位置都静止，就表明水平已调好。 2.调整木板：用悬挂在斜槽末端的重垂线把木板调整到竖直方向。然后把重垂线方向记录到木板的白纸上。 3.确定坐标O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点O，O点即为坐标原点。 4．描绘运动轨迹：每次让小球从同一位置静止释放，小钢球从轨道末端飞出，落在倾斜挡板上，滑向木板挤压复写纸在白纸上留下印迹，用笔记录印迹。 5.描轨迹——平滑； 求初速度。 注意事项 （4）要用 平滑曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大的点；计算初速度时，要在平抛运动轨迹上选取距离o点远些的点进行计算。 （1）应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直放置使小钢球的运动尽量靠近坐标纸但不接触 （2）小钢球每次必须从斜槽同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小钢球的高度应当适当，使钢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，从而减少测量误差 （3）坐标原点（小钢球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小钢球在斜槽末端的水平投影点 思考： 1、如何判断斜槽末端切线水平？ 2、如果小球跟斜槽有摩擦力，是否会对实验结果有影响？ 3、如果小球抛出后跟木板接触会对结果有影响吗？ 1、将小球放在斜槽平直部分，若小球在平直部分任意位置都能保持静止状态，就表明斜槽切线水平。 2、不影响，因为小球每次从同一高度滚下，所受摩擦力相同，所以小球平抛初速度相同。 3、有影响，与木板接触则小球做的不是平抛运动 1、已知轨迹和抛出点 在得到的轨迹曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点， 测出它们的坐标x和y。 利用各点的坐标值计算出小钢球的初速度，最后计算出小钢球初速度的平均值。 计算平抛物体的初速度 6 一学生做“研究平抛物体的运动”实验时，画运动轨迹只在白纸上画出了与初速度平行的Ox轴，忘了画坐标原点和Oy轴，而且也只画出了中间一部分轨迹，如图所示．如何只用一刻度尺得出小球的初速度(不需测实际数据只用物理量的符号代表所测量)． 2、已知轨迹和竖直轴（或水平轴），但不知抛出点 x y x1 x2 y1 y2 7 7 7 判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 1、代数运算法 将所测量的各个点的x,y坐标分别代入 ，看计算得到的a值在误差允许范围内是不是一个常数。 2、图像法 建立坐标系，根据所测量各个点的x,y坐标值分别计算出对应的y值和值，在 坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率，即a值。 方案二：频闪照相法 可以用频闪照相或者录视频的方式，记录物体在不同时刻的位置 o x y 水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹 如图，倒置的饮料瓶内装有水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴。 方案三：喷水法 【练习】（2022·山东·新泰市第一中学高一阶段练习）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 （1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________。 【参考答案】 水平     初速度相同    课堂练习 （2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球作平抛运动的初速度为___________m/s。（g取9.8m/s2） （3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2） 【参考答案】 1.6     1.5     2 【练习】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＝1.25 cm，若小球在平抛运动中先后经过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计算式为v0＝＿＿＿ (用L、g表示)，其值是 (g取9.8m／s2)． d a b c 由平抛运动规律 Δy=gT 2= l x=v0 T 所以v0 = x/T=2l /T= =0.70 m/s 《同步》P8 9 【练习】 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发