湖北省宜昌市高中物理 第5章 曲线运动 5.3 实验：研究平抛运动学案（无答案）新人教版必修2.doc

5.3实验：研究平抛运动【学习目标】1.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法；2.掌握判断平抛运动轨迹是否是抛物线的方法，推导平抛初速度的测量式并计算初速度【学习过程】一、实验原理1. 判断平抛运动的轨迹是不是抛物线抛物线的解析式是.取起抛点为坐标原点，在轨迹线上任取若干点i（xi,yi），假若轨迹线是抛物线，则将各点坐标值代入解析式求得的a应该在误差允许范围内相同2. 求平抛初速度如图所示为平抛运动的轨迹，o点是起点测量点的坐标为x、y,设o-b运动时间为t，初速度为v0,则： 两式消掉t，初速度测量了某位置坐标(x,y)就可以用此式计算初速度拓展：右图为案例二的实验装置设a、b间的高度差为h,大气压强为p0，a点的压强，喷嘴b处压强，可见，喷嘴b处出射的水有相同的初速度2、 实验步骤（教材给同学们提供了三种研究平抛运动的案例，本节课，以案例一为例开展研究）1安装调平：将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末端切线水平，如图所示2 建坐标系：用图钉把坐标纸固定在竖直木板上，把木板调整到竖直平面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)时球心所在木板上的投影点o，o点即为坐标原点，沿重垂线的方向画出过坐标原点的竖直线，作为y轴，过o点画出水平向右的x轴3 确定球的位置：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利用带孔的硬纸板较准确地找出小球通过的位置，并在坐标纸上用铅笔记下该点用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置4 描绘轨迹：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三、数据处理计算初速度：在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点a、b、c、d、e、f，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x，y)，并记录在下面的表格中。已知g值，利用公式求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值.四、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水平部分，将其向两边各轻轻拨动一次，看其是否有明显的运动倾向2方木板必须处于竖直平面内，固定时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滚下4坐标原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【导析探究】导析1： 研究平抛运动的基本思路【例1】在“探究平抛运动的运动规律”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_位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置b按图安装好器材，注意_，记下初位置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、作y轴垂线为x轴，建立坐标系，用平滑曲线将这一系列位置连起来(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_例2 如图所示，在研究平抛运动时，球a沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关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做同样的实验，发现位于同一高度的a、b两球总是同时落地。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d.竖直方向的分运动是匀速直线运动导析2： 图线的处理方法a1020bcx/cm1540y/cm例3 在“研究平抛物体运动”的实验中，某同学记录了运动轨迹上三点a、b、c，如图所示，以a为坐标原点，建立坐标系，各点坐标值已在图中标出。求：（1）小球平抛运动的初速度大小。（2）小球做平抛运动的初始位置坐标。例3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，小方格的边长l=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=_(用l、g表示)，其值是_ (取g=9.8m/s2)【课堂检测】1如果本实验在测平抛运动物体的初速度时产生误差，与误差无关的是( )a弧形槽与球间有摩擦b弧形槽末端切线不水平c小球受空气阻力d小球每次自由滚下的位置不同2甲、乙、丙三个小球分别位于如图所示的竖直平面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条水平线上，水平面上的p点在丙的正下方，在同一时刻甲、乙、丙开始运动，甲以水平速度v0平抛，乙以水平速度v0沿水平方向向右做匀速直线运动，丙做自由落体运动则