1、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, 重点知识探究, 当堂达标检测,自主预习梳理,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、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
3、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yax2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yx2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计
4、算出对应的y值和x2值，在yx2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,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
5、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
6、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4,1.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
7、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 hhBChABgt2,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x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60.0 cm，则小球在C点的速度vC为_m/s(结果保留两位有效数字，g取10 m/s2).,答案,图6,2.0,4.0,运动到C点时的竖直分速度,解析,当堂达标检测,1.(实验操
8、作)在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，下列图中所示坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是,答案,1,2,3,2.(探究平抛运动的特点)两个同学根据不同的实验条件，进行了“研究平抛运动”的实验： (1)甲同学采用如图7甲所示的装置. 用小锤击打弹性金属片，使A球沿 水平方向弹出，同时B球被松开， 自由下落，观察到两球同时落地， 改变小锤击打的力度，即改变A球 被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_ _.,答案,解析,1,2,3,图7,做平抛运动的物体在竖直方,向上做自由落体运动,解析 通过对照实验，说明两球具有等时性，由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体
9、运动.,1,2,3,解析 两球在水平轨道上相遇，水平方向运动情况相同，说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动.,(2)乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看做与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使ACBD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是_.仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 _.,答案,解析,1,2,3,P球击
10、中Q球,做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动,3.(实验操作及速度的计算)如图8所示，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所示. B.安装好器材，注意_，记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线. C.取下方格纸，以O为原点，以水平线为x轴，竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹.,1,2,3,图8,(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上.,答案,解析,1,2,3,答案 同一位置静止 斜槽末端切线水平,解析 这种方法，需让小球重复同一个平抛运动多次，才能记录出小球的一系列位置，故必须让小球每次由同一位置静止释放.斜槽末端切线水平，小球才会做平抛运动.,(2)上述实验步骤的合理顺序是_.,BAC,1,2,3,(3)已知图中小方格的边长L1.25 cm，则小球平抛的初速度为v0_(用L、g表示)，其值是_.(取g9.8 m/s2) 解析 由yaT2得两点之间的时间间隔T ， 所以小球的初速度v0 代入数据得v00.7 m/s.,0.7 m/s,答案,解析,1,2,3,(4)b点的速度vb_.(用L、g表示),答案,解析,
