（教材全解）高中物理 第5章 第3节 实验 研究平抛运动课时学案 新人教版必修2.doc

（教材全解）2013-2014学年高中物理 第5章 第3节 实验 研究平抛运动课时学案 新人教版必修24学习目标1.通过实验获得物体做平抛运动的轨迹。2.通过轨迹研究平抛运动的速度。自主学习1.实验原理：平抛运动看做是两个分运动的合运动：一个是水平方向上的 ，另一个是竖直方向上的 。在以抛出点o为原点的平面直角坐标系中，用铅笔试碰描迹法描绘出小球做平抛运动的轨道曲线。测出曲线上某一点的坐标（x，y)，利用 求出运动时间t，再利用公式x=v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0= 。2.实验器材：平抛运动演示仪，坐标纸，图钉， ，重垂线，铅笔。3.实验步骤：（1）安装斜槽轨道，使其末端保持 ；（2）让小球从斜槽上适当的高度由 释放，用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置。（3）用平滑的曲线把这些位置连接起来。自我检测1.研究平抛物体的运动，在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（ ）a.保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小b.保证小球飞出时，初速度水平c.保证小球在空中运动的时间每次都相等d.保证小球运动的轨道是一条抛物线2.用描迹法探究平抛运动的规律时，应选用下列各组器材中的哪一组（ ）a.铁架台，方木板，斜槽和小球，停表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片b.铁架台，方木板，斜槽和小球，天平和停表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片c.铁架台，方木板，斜槽和小球，千分尺和停表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片d.铁架台，方木板，斜槽和小球，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片课内探究 一、实验目的和原理图5-3-12实验目的：1.通过实验获得物体做平抛运动的轨迹。2.通过轨迹研究平抛运动的特点，求解平抛运动的初速度。探究原理：我们如何得到平抛物体的运动轨迹？利用实验室的斜面小槽等器材装配如图5-3-12所示的装置。请设计实验方案。 二、研究平抛运动所需实验器材及实验步骤实验仪器： 。为在实验中得到较准确的轨迹，请根据下列问题设计实验步骤：1.研究对象是什么？如何控制其做平抛运动的条件？2.如何保证每次实验时初速度v0都相同？3.小球平抛的抛出点在哪？如何确定？4.实验时斜槽轨道不光滑，对实验有影响吗？为什么？5.根据得到的实验轨迹点，如何描绘平抛运动的轨迹？实验步骤设计：1.安装调整斜槽： 。2.调整木板： 。3.确定坐标原点： 。4.描绘运动轨迹： 。图5-3-13例1 在“探究平抛运动的规律”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 位置上由静止滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。b.按图5-3-13安装好器材，保证斜槽 ，记下平抛初位置o点和过o点的竖直线。c.取下白纸，以o为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹。（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。（2）上述实验步骤的合理顺序是 。 三、数据处理1.如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？图5-3-142.请根据下列提示思考，计算平抛物体的初速度（参考图5-3-14）：（1）测量初速度时需要测量的物理量有哪些？（2）如何推导平抛运动初速度的表达式？（3）计算平抛运动的初速度。图5-3-15注意：（1）如果利用x=v0t、y=12gt2求解初速度，限于以抛出点为坐标原点建立坐标系的情形，那么，如何才能确定轨迹的端点就是抛出点呢？判断的方法是从坐标原点起取水平方向连续相等的两段，则所经历的时间相等，看这两段时间对应的竖直位移，若竖直方向的位移满足13关系，则可以确定是以抛出点为坐标原点建立的坐标系，可用v0=xg2y 求解初速度，否则不能用此方法。（2）对于不是以抛出点为坐标原点建立的坐标系求解问题：通常由ygt2，结合x=v0t求解。例2 在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，如图5-3-15所示，小方格的边长l1.25 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为v0 （用l、g表示），其值是 。图5-3-16例3 在“研究平抛物体的运动”的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线y的方向，但忘记了平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图5-3-16所示。现在曲线上取a、b两点，量出它们到y轴的距离，aa=x1，bb=x2，ab的竖直距离为h，求小球平抛时的初速度为多大？ 四、实验特别要注意的问题1.实验中要保证通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直平面内，且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触。2.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板。3.坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，而应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点，位于槽口末端上方r处（r为小球半径）。4.应在斜槽上适当的位置释放小球，使它以适当的水平速度抛出，其轨迹由木板的左上角到达右下角，这样可以使实验误差较小。5.须在斜槽末端用重垂线检查白纸上所画的y轴是否竖直。图5-3-17例4 某同学用图5-3-17所示装置做“研究平抛运动的规律”的实验，有下列实验步骤：用图钉把白纸钉在竖直木板上；把斜槽固定在紧靠木板的左上角，且使其末端切线水平；记下小球飞出时初始位置o，并凭眼观测过o画水平线作为x轴；把水平木条靠在竖直木板上，让小球从斜槽适当的位置由静止滚下，观察小球在木条上的落点，并在白纸上标出相应的点，得到小球运动过程中的一个位置；把水平木条向下移动，重复的操作，让小球从斜槽上相同位置由静止滚下，得到小球运动过程中的多个位置；从木板上取下白纸：（1）上述到的步骤中，有错误的是步骤 ，应改为 。图5-3-18（2）根据画出的轨迹测出小球多个位置的坐标（x，y），画出y-x2图象如图5-3-18所示，图线是一条过原点的直线，说明小球运动的轨迹形状是 ；设该直线的斜率为k，重力加速度为g，则小球从轨道末端飞出的速度v0= 。巩固练习1.如图5-3-19所示，在研究平抛运动时，小球a沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开接触开关s，被电磁铁吸住的小球b同时自由下落，改变整个装置的高度h做同样的实验，发现位于同一高度的a、b两个小球总是同时落地，该实验现象说明了a球在离开轨道后（ ）a.水平方向的分运动是匀速直线运动b.水平方向的分运动是匀加速直线运动c.竖直方向的分运动是自由落体运动图5-3-19d.竖直方向的分运动是匀速直线运动