5.3 实验：研究平抛运动（课件）-2018版步步高学案导学与随堂笔记物理（人教版必修2）

第五章　 3　实验：研究平抛运动 学习 目标 1.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法与步骤. 2.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度. 3.掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法. 考试 要求 必考 内容索引 Ⅰ自主预习梳理 Ⅱ 重点知识探究 Ⅲ 当堂达标检测 自主预习梳理 Ⅰ 1.实验原理 用 法(或喷水法或 法)得到物体平抛运动的轨迹. 2.实验器材 斜槽、小球、 、图钉、 、铅垂线、铅笔、白纸、铁架台. 一、描绘平抛运动的轨迹 描迹 频闪照相 方木板 刻度尺 3.实验步骤 (1)按图1甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止). 图1 (2)以水平槽末端端口上小球球心在木板上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴. (3)使小球从斜槽上 位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法，在小球运动路线上描下若干点. (4)将白纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条_____的 曲线，如图乙所示. 同一 平滑 4.注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端的切线 (将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平). (2)方木板必须处于 平面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否 . (3)小球每次必须从斜槽上 位置由静止释放. (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. (5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由白纸的左上角一直到达右下角为宜. 水平 竖直 同一 竖直 1.数据处理 方法一　公式法 (1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点，建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标应具有y＝ 的关系，而且同一轨迹a是一个特定的值. (2)验证方法 用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y＝ax2中求出常量a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数. 二、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 ax2 方法二　图象法 建立y－x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别得到对应的y值和x2值，在y－x2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为a值. 2.计算初速度 在小球平抛运动轨迹上任取一点，用刻度尺(三角板)测出它们的坐标 (x，y)，利用公式 y＝ 和x＝ ，求出小球做平抛运动的初速 度v0(g已知)，多求几个点，然后求出v0的平均值. v0t Ⅱ 重点知识探究 一、平抛运动的原理与实验操作 例1 　(2017·浙江4月选考科目考试)在“研究平抛运动”实验中， (1)图2是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的_____. A.球心 B.球的上端 C.球的下端 图2 √ 答案 在此实验中，下列说法正确的是________. A.斜槽轨道必须光滑 B.记录的点应适当多一些 C.用光滑曲线把所有的点连接起来 D.y轴的方向根据重锤线确定 √ √ 答案 (2)图3是利用图2装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________. A.释放小球时初速度不为0 B.释放小球的初始位置不同 C.斜槽末端切线不水平 图3 √ 答案 图2 (3)图4是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是 √ 图4 答案 1.为保证小球做平抛运动，必须使斜槽的末端水平. 2.为保证小球每次平抛的初速度相同，必须让小球从同一位置由静止释放，如果用细水柱显示轨迹，必须保证管口处的压强不变. 归纳总结 二、计算平抛运动的初速度 计算平抛运动的初速度可以分为两种情况 1.平抛轨迹完整(即含有抛出点) 在轨迹上任取一点，测出该点离坐标原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0. 2.平抛轨迹残缺(即无抛出点) 在轨迹上任取三点A、B、C(如图5所示)，使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则 Δh＝hBC－hAB＝gt2 图5 例2 　如图6所示是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0 cm，y2为45.0 cm，A、B两点水平间距Δx为40.0 cm，则平抛小球的初速度v0为 m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度v