内容正文:
第5章 曲线运动
第3节 实验:研究平抛运动
学习目标:1.学会描绘平抛运动轨迹的方法.
2.根据运动轨迹求平抛物体的初速度.
重点难点:1.描绘小球做平抛运动的轨迹.
2.结合两个方向上的分运动,对实验数据进行处理.
易错问题:误认为斜槽末端为抛出点.
基础知识梳理
一、实验目的
1.用描迹法描出平抛物体的运动轨迹;
2.根据运动轨迹求出平抛物体的初速度.
二、实验原理
物体的平抛运动可以看作是两个分运动的合成:一个是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平抛物体运动的初速度;另一个是竖直方向的自由落体运动.利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时经过的若干不同位置,然后描出运动轨迹,建立坐标系,测出曲线上任一点的坐标x和y,利用公式 和 ,就可求出小球的水平分速度,即平抛物体的初速度.
三、实验器材
斜槽、白纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台.
四、实验步骤
1.安装调整斜槽
将白纸用图钉钉在竖直的木板的左上角(如图所示),用平衡法调整斜槽末端水平,直到将小球轻放在斜槽的平直部分的末端,能使小球在平直轨道上的任意位置静止即可.
调整木板,确定坐标原点
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运动轨迹所在平面平行靠近,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,用铅笔在纸上把这个点记下来,O点即为坐标原点,再利用重垂线画出通过O点的竖直线.
3.描点:使小球由斜槽某一位置无初速度滚下,离开水平槽后做平抛运动.先用眼睛粗略确定小球的运动轨迹,然后使小球从同一位置无初速度滚下,把笔尖放在粗略确定的位置处,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置记下这一点,用同样方法,在小球运动路线上描下若干点.
4.描绘平抛运动的轨迹:取下白纸,将纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动的轨迹.
核心要点突破
一、研究平抛运动时的注意事项和误差分析
1.注意事项
(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是: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,看其是否有明显的运动倾向).
(2)方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重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滚下.
(4)坐标原点即小球平抛的起点不是