中学物理人教版必修二同步辅导与检测:实验:研究平抛运动课件.ppt
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1、 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心我们让你更放心 !第三节实验:研究平抛运动第三节实验:研究平抛运动 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 1945年7月16日的早上,世界上第一枚原子弹在美国新墨西哥州的沙漠里爆炸,40 s后,爆炸冲击波传到基地这时,费米把预先从笔记本上撕下来的碎纸片举过头顶撒下,碎纸片飘落到他身后2 m处,经过计算,费米宣称那枚原子弹的威力相当于1万吨TNT炸药!金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 1能描出平抛运动的轨迹2会判断平抛运动轨迹是抛物线3会计算平抛物体的初速度 金品质金品质 高追求高追求 我们让
2、你更放心!我们让你更放心!返回 课前预习一、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线1平抛运动的轨迹是一条_,由于竖直方向只受_作用,它的纵坐标的变化规律与_的规律一样2要探究做平抛运动的物体在水平方向的运动特点,需要测量几段相等的时间内物体在水平方向上的_,看这些_是否相等,因此要在实验中设法得到平抛运动的轨迹;在平抛运动轨迹上找到每隔相等时间物体能到达的_;测量两相邻位置间的_,分析这些位移的特点曲线重力自由落体位移位移位置位移 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 二、计算平抛物体的初速度根据平抛物体的_可以计算物体的初速度平抛运动可看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向
3、的自由落体运动的合成,即x_,y .对运动的轨迹,建立坐标系,测量出x、y,再利用公式 v0 ,求出平抛物体的初速度运动轨迹v0tgt212_xt_2gxy_ 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 怎样描绘平抛运动的轨迹1描迹法描绘平抛运动的轨迹(1)实验设计利用实验室的斜面小槽等器材装配图所示的装置钢球从斜槽上滚下,通过水平槽飞出后做平抛运动每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止释放,钢球每次在空中做平抛运动的轨迹就相同设法用铅笔描出小球经过的位置通过多次实验,金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,用平
4、滑的曲线将各点连起来,从而得到钢球做平抛运动的轨迹这样我们就可以利用运动轨迹研究平抛运动的性质确定平抛运动中的各个物理量(2)实验器材末端水平的斜槽、木板、坐标纸、图钉、小球、刻度尺、重垂线、铅笔等(3)实验步骤安装调整斜槽:将固定有斜槽的木板放在实验桌上,用平衡法检查木板是否水平,即将小球放在斜槽末端直轨道上,小球若能静止在直轨道上的任意位置,则表明斜槽末端已调水平 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 安装调整竖直平板:用图钉把坐标纸钉在竖直木板上,并用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直,然后固定竖直木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保
5、持不变确定坐标原点及坐标轴:选定斜槽末端处小球球心所在的点为坐标原点O,从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴描绘运动轨迹:让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下,并从O点开始做平抛运动,先用眼睛粗略地确定小球在某一x值处(如x1 cm)的y值然后使小球从开始时的位置滚下,在粗略确定的位置附近,用铅笔较准确地确定小球通过的位置 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回(小球刚好经过铅笔尖处),并在坐标纸上记下这一点,以后依次改变x的值,用同样的方法确定其他各点的位置取下坐标纸用平滑的曲线把这些点连接起来,就得到小球做平抛运动的轨迹(4)实验注意事项:固定斜槽时,要
6、保证斜槽末端的切线水平,保证小球的初速度水平固定木板时,木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,保证小球在运动中靠近木板但不接触小球每次从槽中的同一位置由静止释放 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 要在斜轨上适当高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨迹由木板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差计算小球的初速度时,应选距抛出点稍远一些的点为宜,以便于测量和计算2用细水柱显示平抛运动的轨迹如图甲所示,倒置的饮料瓶内装着水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平,且水平端加接一根更细的硬管作为喷嘴 金品质金品质 高追求高追求 我们让
7、你更放心!我们让你更放心!返回 3用频闪照相拍摄平抛运动的轨迹现代影像技术的发展为我们研究平抛运动的轨迹提供了方便若能拍摄到物体做平抛运动的几张照片如图乙所示,就能描绘出平抛运动的轨迹了用数码相机的摄像功能或用数码摄像机都能实现,有条件的学校也可用频闪照相的方法来实现名师提示:以上三种方法可命为:描点法、描影法、摄影法共同点是记录一些特殊点,再用平滑曲线描出轨迹水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹,可在装置一侧竖直放置一玻璃板,将平抛运动的轨迹描在玻璃板上,或用相机拍摄下来 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 尝试应用1在做“探究平抛运动
8、”的实验时,将小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动,通过描点法画小球平抛运动的轨迹为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:_.A调节斜槽的末端保持水平B每次释放小球的位置必须不同C每次必须由静止释放小球D记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 解析:物理实验的具体操作方式并不是一成不变的,根据实验原理和要达到的目的,再结合现有的实验条件,灵活地、创造性地设计实验方
9、案、操作要求和操作规范是学习者应具备的素质实验操作的要求是根据实验原理和要达到的精度而设置的,要确定每一个操作是否正确,必须从实验原理入手思考例如,研究平抛物体的运动,实验操作必须保证小球做平抛运动;要描绘平抛物体的运动轨迹,必须是同一个运动过程物体经过的位置的连线,因此每次释放小球必须在同一高度,以保证每一次平抛运动的轨迹重合答案:ACE 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线?方法一:代数运算法(1)以抛出点O为坐标原点,重垂线方向为y轴,水平方向为x轴,建立平面直角坐标系(2)如图所示,在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A
10、3,把线段OA1的长度记为L,那么OA22L,OA33L,由A1、A2、A3向下作垂线,与轨迹的交点记为M1、M2、M3.(3)设轨迹就是一条抛物线,则M1、M2、M3各点的y坐标与x坐标应该具有的形式为yax2,a是常量 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回(4)用刻度尺测量某点的x、y两个坐标,代入yax2中,求出常量a.(5)测量其他几个点的x、y坐标,代入上式,看是否满足,如果在误差允许的范围内满足,就说明该曲线为抛物线方法二:图象法建立yx2坐标系,根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应的y值和x2的值,在yx2坐标系中描点,连接各描点看是否在一条
11、直线上,并求出该直线的斜率即为a值名师提示:其实在建立坐标系后,完全可以在轨迹上任取几个点M1、M2、M3,找出它们对应的x坐标和y坐标,看是否满足yax2的形式 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 尝试应用2对于平抛运动的轨迹,其验证方法有多种,请根据自己所学数学和物理知识,找出一个较简单的验证方法解析:(1)如图所示,在平抛运动轨迹的竖直坐标轴(y轴)上,从原点O开始向下取一个坐标为h的点,再找到坐标为4h、9h、16h的点,则在物体运动的过程中,纵坐标从其中一个位置运动到下一位置所用时间都是相等的(2)过这些点作水平线与轨迹分别交于A、B、C点,则这些点就是
12、每经过相等时间所到达的位置(3)测量O点到A、B、C各点的水平距离,如果在误差允许的范围内,xOAL,xOB2L,xOC3L则说明满足关系yax2,该曲线是抛物线 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回 怎样计算平抛运动的初速度?1已知轨迹和初抛点以初抛点为坐标原点,水平方向为x轴,竖直向下为y轴,建立平面直角坐标系(1)在轨迹曲线上任取几点(如A、B、C、D)(2)用刻度尺和三角板分别测出它们的坐标x和y.(3)据平抛运动水平方向是匀速直线运动(xv0t)及竖直方向是自由落体运动(y gt2),分别计算小球的初速度v0,最后计算小球的初速度v0的平均值12 金品质金
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