高中物理 第5章 曲线运动 第3节 实验：研究平抛运动课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 曲线运动 第五章 第三节实验 研究平抛运动 第五章 做平抛运动的物体在运动中每时每刻都有不同的位置 如何确定物体在不同时刻的位置坐标 怎样描绘物体的运动轨迹呢 让我们通过实验来探究这个问题 描迹法描绘平抛运动的轨迹 平抛 同一位置 轨迹 平滑的曲线 如图所示 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 且加上一个很细的喷嘴 水从喷嘴中射出 在空中形成弯曲的细水柱 它显示了 的轨迹 将它描在背后的纸上 或用相机拍摄下来进行分析处理 用细水流显示平抛运动的轨迹 水平 平抛运动 用数码照相机可记录平抛运动的轨迹 如图所示 由于相邻两帧照片间的时间间隔是 的 只要测量相邻两照片上小球的 位移 就很容易判断平抛运动水平方向上的运动特点 用频闪照相拍摄平抛运动的轨迹 相等 水平 用描迹法研究平抛运动1 实验目的 1 描出平抛运动的轨迹 并验证轨迹是一条抛物线 2 根据平抛运动的轨迹求其初速度 4 实验步骤 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 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 如图所示 2 建坐标系把小球放在槽口处 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 用重锤线画出过坐标原点的竖直线作为y轴 画出水平向右的x轴 3 确定小球位置 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 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 并在坐标纸上记下该点 用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置 4 描点得轨迹取下坐标纸 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 2 验证轨迹是抛物线抛物线的数学表达式为y ax2 将某点 如b点 的坐标x y代入上式求出常数a 再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立 若等式对各点的坐标近似都成立 则说明所描绘得出的曲线为抛物线 6 误差分析 1 斜槽末端没有调水平 小球离开斜槽后不做平抛运动 2 确定小球运动的位置时不准确 3 量取轨迹上各点坐标时不准确 7 注意事项 1 实验中必须保持斜槽末端水平 2 要用重锤线检查木板 坐标纸上的竖直线是否竖直 3 小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下 4 实验时 眼睛应平视运动小球 并较准确地确定小球通过的位置 5 要在斜槽上较大的高度释放小球 使其以较大的水平速度运动 从而减小相对误差 6 要用平滑的曲线画出轨迹 舍弃个别偏差较大的点 7 在轨迹上选点时 不要离抛出点过近 并且使所选取的点之间尽量远些 对实验原理及操作过程的考查 3 某同学建立的直角坐标系如图所示 设他在安装实验装置和其他操作时准确无误 只有一处失误 即是 4 该同学在轨迹上任取一点m 测得坐标为 x y 则初速度的测量值为 测量值比真实值要 选填 偏大 偏小 或 不变 a 选用装置1研究平抛物体竖直分运动 应该用眼睛看a b两球是否同时落地b 选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹 竖直管上端一定要低于水面c 选用装置3要获得钢球的平抛轨迹 每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放d 除上述装置外 也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹答案 bd 解析 小球下落的速度很快 运动时间很短 用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序 应听声音 选项a不合理 竖直管的上端应低于水面 这是因为竖直管与空气相通 管上端处的压强始终等于大气压 不受瓶内水面高低的影响 因此可以得到稳定的细水柱 选项b正确 只有每次从同一高度由静止释放钢球 钢球做平抛运动的初速度才相同 选项c错误 获得每秒15帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法 同样可以探究平抛运动的规律 选项d正确 实验数据处理方法 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 则没有被拍摄到的小球位置坐标为 2 小球平抛的初速度大小为 答案 1 58 8cm 58 8cm 2 1 96m s 对实验原理的理解和迁移应用 1 实验前应对实验装置反复调节 直到 每次让小球从同一位置由静止释放 是为了 2 每次将b板向内侧平移距离d 是为了 3 在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹 解析 1 对实验装置反复调节的目的 斜轨末端水平 以保证小球离开轨道时做平抛运动 a板水平 保证b板总处于同一高度 插槽p0p0 垂直斜轨并在斜轨末端正下方 以保证b板在p0p0 时小球的痕迹为抛出点 每次让小球从同一位置由静止释放 是为了保证小球每次以相同初速度做平抛运动 2 每次将b板向内侧平移距离d 是为了使记录纸上每两点间的水平距离相等 3 如图所示 答案 1 斜轨末端水平 a板水平 插槽p0p0 垂直斜轨并在斜轨末端正下方使小球每次做平抛运动的初速度都相同 2 使记录纸上每两