1.3.2 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（教科版必修2）

第一章　 3　平抛运动 课时2　实验：研究平抛运动 学习目标 1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹. 2.会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线. 3.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度. 4.掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法. 内容索引 Ⅱ 重点知识探究 Ⅲ 当堂达标检测 Ⅰ自主预习梳理 Ⅰ 自主预习梳理 一、描绘平抛运动的轨迹 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. 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 竖直 同一 二、数据处理 1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 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两个坐标，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. ax2 方法二　图像法 建立y－x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应的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 例1　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 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轴的方向根据重垂线确定 答案 图2 一、平抛运动实验的原理与实验操作 √ 解析 √ √ 解析　小球平抛轨迹的起点应选在小球在斜槽末端点时的球的上端. 实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，所以A错，记录点适当多一些，能够保证描点光滑，选项B正确，选项C错.y轴必须是竖直方向，即用重垂线确定，即选项D正确. (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 答案 √ 解析 解析　由题图可知斜槽末端不水平，选择C. 图3 解析　插入瓶中的直吸管的目的就是为了保证水流流速不因瓶内水面下降而减小，能保证下降到该处的一段时间内，能够得到稳定的细水柱，所以选B. (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____. 答案 √ 解析 图4 归纳总结 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. 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，