高中物理实验6平抛运动-课件.ppt

1、实验(6 6):平抛运动一、实验原理图二、基本实验要求1.实验目的(1)描出平抛物体的运动轨迹。(2)根据运动轨迹求平抛物体的初速度。2.实验原理平抛运动可以看作两个分运动的合成,一个是水平方向的匀速直线运动,另一个是竖直方向的自由落体运动。在直角坐标系上,它们的位移方程分别表示为x=v0t和 ,令小球做平抛运动,利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹,则可画出小球做平抛运动的曲线。建立坐标系后,对曲线上的任一点均可求出其横坐标x、纵坐标y,用公式 可求出小球从原点到该点的运动时间,再用公式x=v0t则可求出小球做平抛运动的初速度。3.实验器材坐标纸、金属小球、带有斜槽轨道和方木板的竖直固定支架、白

2、纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。4.实验步骤(1)将带有斜槽轨道和方木板的竖直固定支架固定在实验桌上,轨道末端切线水平。(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出水平方向的x轴。(3)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上

3、记下该点。用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。(不同的器材方法有所不同)(4)取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹。(5)从曲线上选取六个不同点,测出它们的坐标值。(6)根据坐标,结合公式x=v0t和 求出小球平抛运动的初速度,并计算其平均值。5.数据处理(1)判断曲线是否是抛物线将所测量的各个点的x、y坐标分别代入 ,看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。建立y-x2坐标系,根据所测量各点的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,拟合各点看是否在一条直线上,求出该直线的斜率即为a值。(2)求平抛运动的初速度在平

4、抛运动轨迹上选取A、B、C、D、E、F六个点,测出它们的x、y坐标值。把测到的坐标值依次代入公式 ,求出小球平抛的初速度,并计算出平均值。6.注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是将小球放在斜槽末端任一位置,看其是否能静止)。(2)方木板必须处于竖直平面内,要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。(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,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。(6)在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。考点1考点2

5、考点3考点1实验原理和操作典例典例5(2017浙江4月学考)在研究平抛运动实验中,(1)图甲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。(多选)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甲考点1考点2考点3(2)图乙是利用图甲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0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平(3)图丙是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其

6、中正确的是。乙 丙 考点1考点2考点3解析:(1)题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点,所以坐标原点也应选为球的上端,选B。斜槽轨道不必光滑,A错;记录的点适当多一点,以便更准确地描出平抛轨迹,B对;为比较准确地描出小球运动的轨迹,将这些点平滑连接起来,C错;用重垂线确定y轴方向,D对。(2)由题图可知,小球做斜抛运动,所以斜槽末端没有水平放置,选C。(3)A没有水流出,C随着液面降低,压力减小,水柱流速不断减小,C错,只有B瓶内能维持相对稳定的气压,水柱流速稳定。选B。答案:(1)BBD(2)C(3)B考点1考点2考点3考点2实验数据处理典例典例6某物理兴趣小组做“研究平抛运

7、动”实验时,分成两组,其中一个实验小组让小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到如图所示的照片,已知每个小方格边长10 cm,当地的重力加速度g取10 m/s2。其中C点处的位置坐标已被污迹覆盖。考点1考点2考点3(1)若以拍摄的第一点为坐标原点,水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系,被拍摄到的小球在C点位置的坐标为。(2)小球平抛的初速度大小为。(3)另一个实验小组的同学正确地进行实验并正确地描绘了运动轨迹,测量了轨迹上的不同点的坐标值。根据所测到的数据以y为纵轴,以x2为横轴,在坐标纸上画出对应的图象,发现为过原点的直线,并测出直线斜率为2,则平抛运动的初速度v0=m/s。

8、考点1考点2考点3解析:(1)根据平抛运动的特点,水平方向的坐标为x=3210 cm=60 cm,竖直方向的坐标为y=(1+2+3)10 cm=60 cm,故被拍摄到的小球在C点的位置坐标为(60 cm,60 cm)。考点1考点2考点3考点3实验创新设计典例典例7试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方法。提供的实验器材有:弹射器(含弹丸,如图所示)、铁架台(带有夹具)、刻度尺。(1)画出实验示意图。(2)在安装弹射器时应注意:。(3)实验中需要测量的物理量(在画出的示意图中用字母标出):。(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的方法是。(5)计算公式为。考点1考点2考点3解析:(1)如图所示。(2)安装时要注意弹射器应固定,且弹射器发射方向应保持水平。(3)实验中需测量弹丸射出的水平距离x和弹射器与水平地面的高度差h。(4)在弹射器高度不变的情况下多次实验,取x1、x2、xn的平均值 作为实验数据。答案:见解析