人教版高中物理必修二实验：研究平抛运动课件5.ppt

1、5.35.3实验：研究平抛运动实验：研究平抛运动一一.实验目的：实验目的：1.1.用实验方法描出平抛物体的运动轨迹用实验方法描出平抛物体的运动轨迹2.2.判断平抛运动轨迹是不是抛物线判断平抛运动轨迹是不是抛物线3.3.会用实验轨迹求平抛物体的初速度会用实验轨迹求平抛物体的初速度问题问题1.1.如何获得平抛运动的轨迹如何获得平抛运动的轨迹?二二.获得小球做平抛运动轨迹的方法获得小球做平抛运动轨迹的方法1.1.描迹法描迹法2.2.喷水法喷水法3.3.频闪照相法频闪照相法方案一方案一 ：描迹法(1)(1)实验器材实验器材斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）图斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格

2、）图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。斜槽斜槽木板木板白纸白纸小球小球铅垂线铅垂线(2)(2)实验步骤实验步骤:使其末端使其末端的切线保的切线保持水平持水平（将小球放在斜槽末端水（将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球平轨道的任何位置，小球都不滚动）都不滚动）.安装调整斜槽安装调整斜槽.调整木板调整木板用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使方向、并使木板平面与小球下落的竖直面木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近平行且靠近,固定好木板。固定好木板。.确定坐标原点确定坐标原点O OOO球心在白纸上球心在白纸上的水平投

3、影点的水平投影点OO为坐标原点为坐标原点.描绘运动轨迹描绘运动轨迹 同一位置同一位置由静止开由静止开始滑下始滑下如何检验斜槽末端部分是否水平如何检验斜槽末端部分是否水平？若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平末端水平 讨论讨论1:1:调节木板，使重锤的吊线与平板的边线调节木板，使重锤的吊线与平板的边线平行、与平板面平行；使小球平抛的轨平行、与平板面平行；使小球平抛的轨道平面与板面平行道平面与板面平行 怎么判断木板面是否竖直怎么判断木板面是否竖直?讨论讨论2:2:怎么确定坐标原点怎么确定坐标

4、原点o o，建立直角坐标系，建立直角坐标系?把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时球的球心在坐标纸板上的水平投影点球的球心在坐标纸板上的水平投影点o o，即为坐标原点即为坐标原点(不是槽口端点不是槽口端点)；再利用重；再利用重锤线确定锤线确定y y轴方向和与之垂直的轴方向和与之垂直的x x轴方向。轴方向。讨论讨论3:3:(1)安装调整斜槽并使斜槽末端点的切线水平(2)调整木板并固定使其处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行(3)确定坐标原点O，建立直角坐标系(4)由斜槽上某固定位置无初速释放小球，描绘小球运动轨迹(5)求小球平抛的初速度v0实验步骤实

5、验步骤:(1)(1)保证斜槽保证斜槽末端末端部分部分水平水平(2)(2)木板木板平面平面竖直竖直且且平行平行小球小球平抛平抛的的轨道平面轨道平面(3)(3)坐标原点坐标原点不在斜槽口的末端，不在斜槽口的末端，应在应在槽口上槽口上方小球方小球球心处球心处(4)(4)小球小球应在应在同一位置无初速自由释放同一位置无初速自由释放；释放；释放的高度要适当的高度要适当(5)(5)实验过程中实验过程中木板不能动木板不能动实验注意事项实验注意事项:方案二：径迹法oxy水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹。使该 处的水的压强始终等于大气压喷嘴（比细管更细的硬管）水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹。透明胶片v0方

6、案三：用用频闪照相机频闪照相机得到物体运动的轨迹得到物体运动的轨迹照相法yxOx4x3x2x1h5h3h7hABCD在误差允许的范围内，四段水平位移近似相等；且四段水平位移所用的时间相等。竖直方向h=aT2练习：判断如图所示的图线是否为抛物线？如果练习：判断如图所示的图线是否为抛物线？如果是，则找出抛物线的方程。是，则找出抛物线的方程。(0.6m,0.3m)(0.6m,0.3m)(1m,0.83m)(1m,0.83m)答案：答案：y=0.83xy=0.83x2 2yxA4A3A2A1M4M3M2M1y3四四.如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？抛物线轨迹上各

7、点应满足抛物线轨迹上各点应满足y=axy=ax2 2。测出轨迹上。测出轨迹上某点的坐标某点的坐标(x x、y y)，带入，带入y=axy=ax2 2中求出中求出a a，就可，就可知道代表这个轨迹的关系式；再测几个点的坐知道代表这个轨迹的关系式；再测几个点的坐标代入验证标代入验证a a是否为一个常数是否为一个常数。下面我们通过仿真实验来回忆一下该下面我们通过仿真实验来回忆一下该如何处理如何处理 2021gtytvx 水平方向上的匀速直线运动水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动竖直方向上的自由落体运动平抛运动的两个分运动为：平抛运动的两个分运动为：P P（x x，y y）xyxy五五

8、.平抛运动的初速度计算平抛运动的初速度计算1.1.知道原点计算初速度知道原点计算初速度txvtvxgytgty002221ygx2P（x，y）P(140cm,100cm)P(140cm,100cm)练习：计算下图中平抛运动的初速度。练习：计算下图中平抛运动的初速度。2.2.不知道原点求初速度不知道原点求初速度(假设小方格边长为假设小方格边长为5cm)5cm)TxTxvgTyy210212A AB BC C答案：答案：2m/s2m/s练习：求初速度。练习：求初速度。(假设小方格边长为假设小方格边长为10cm)10cm)A AB BC C答案：答案：2m/s2m/s练习练习1.1.如图如图(a)“

9、(a)“是研究平抛运动是研究平抛运动”的实验装置图，的实验装置图，(b)(b)是实验是实验 后在白纸上作的图后在白纸上作的图(1)(1)在在(a)(a)图上标出图上标出O O点及点及OXOX，OYOY轴，并说明这两条坐标轴是如何轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的答：作出的答：_(2)(2)固定斜槽轨道时应注意使固定斜槽轨道时应注意使 _ _ (3)(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意轨迹，实验中应注意_ _ (4)(4)计算小球平抛初速度的公式为计算小球平抛初速度的公式为V Vo o=_=_，根据图，根

10、据图(b)(b)给出给出的数据，可计算出的数据，可计算出V Vo o=_m/s=_m/s利用重锤线作利用重锤线作OYOY轴，再垂直于轴，再垂直于OYOY作作OXOX轴轴斜槽末端切线水平斜槽末端切线水平每次都从同一高度处由静止滚下每次都从同一高度处由静止滚下2gxy0.230.23练习练习2.2.在研究平抛运动的实验中，让在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某甲和某乙得到次记下小球的位置，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显的记录纸分别如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是看出甲的实验错误是 .乙的实验错误是乙的实验错误是 .O甲甲O乙乙斜槽末端不水平斜槽末端不水平 每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同练习练习3.3.下列哪些因素会使本实验的误差增大下列哪些因素会使本实验的误差增大 （）A A.小球与斜槽之间有摩擦小球与斜槽之间有摩擦 B B.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 C C.安装斜槽时其末端不水平安装斜槽时其末端不水平 D D.根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作 计算的点离原点计算的点离原点O O较远较远BC BC O甲甲O乙乙