沪科版必修2 1.4 实验：研究平抛物体的运动 课件（16张）.pptx

实验 研究平抛物体的运动 一 实验目的1 描出平抛运动物体的轨迹 2 求出平抛运动物体的初速度 二 实验原理平抛运动可看作两个分运动的合成 一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 则水平方向x v0t 竖直方 三 实验器材斜槽 坐标纸 图钉 重垂线 木板及竖直固定支架 铅笔 三角板 金属小球和刻度尺 探究突破 典例剖析 一 实验步骤1 将固定有斜槽的木板放在实验桌上 检查调节斜槽末端至水平 检查木板是否水平 如图所示 2 用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上 固定时用重垂线检查坐标纸的竖线应在竖直方向 选择斜槽末端所在的点为坐标原点 从坐标原点o画出竖直向下的y轴 3 使小球从斜槽的某一固定位置自由滑下 由o点开始做平抛运动 探究突破 典例剖析 4 先用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值 然后用铅笔较准确地确定小球通过的位置 并在坐标纸上记下这一点 以后依次改变x值 用同样的方法确定其他各点的位置 要注意每次都使小球从斜槽上同一位置开始由静止运动 5 把坐标纸从木板上取下来 用三角板过o点作竖直线y轴的垂线 定为x轴 再将上面依次记下的一个个点连成光滑的曲线 这就是平抛小球的运动轨迹 探究突破 典例剖析 二 数据处理1 在平抛运动轨迹上选取a b c d e五个点 测出它们的x y坐标值 记录到表格内 2 把测到的坐标值依次代入公式v0 x 求出小球平抛的初速度 并计算出平均值 探究突破 典例剖析 三 误差分析1 安装斜槽时 其末端切线不水平 2 建立坐标系时 以斜槽末端端口位置为坐标原点 实际上应是末端端口上的小球球心位置为坐标原点 3 小球每次自由滚下的位置不完全相同 4 数据测量时 测量不准确而产生误差 探究突破 典例剖析 四 注意事项1 保证斜槽末端点的切线水平 方木板竖直且与小球下落的平面平行 并使小球运动时靠近木板 但不接触 2 小球每次都从斜槽上同一位置由静止滚下 3 小球做平抛运动的起点不是槽口的端点 应是小球在槽口时 球的重心在木板上的水平投影点 4 小球在斜槽上开始滚下的位置要适当 以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角 5 要选取距o点远些的点来计算小球的初速度 这样可减小误差 探究突破 典例剖析 类型一实验器材 操作的考查 例1 1 在做研究平抛物体的运动实验时 除了木板 小球 斜槽 铅笔 图钉之外 下列器材中还需要的是 a 游标卡尺b 停表c 坐标纸d 天平e 弹簧测力计f 重垂线 2 关于实验 下列说法正确的是 a 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下b 斜槽轨道必须光滑c 要使描出的轨迹更好地反映真实运动 记录的点应适当多一些d 斜槽轨道末端可以不水平 探究突破 典例剖析 解析 1 实验中需要在坐标纸上记录小球的位置 描绘小球的运动轨迹 需要利用重垂线确定坐标轴的y轴 故c f是需要的 2 使小球从斜槽上同一位置滑下 才能保证每次的轨迹相同 a正确 斜槽没必要必须光滑 只要能使小球滑出的初速度相同即可 b错误 实验中记录的点越多 轨迹越精确 c正确 斜槽末端必须水平 才能保证小球离开斜槽后做平抛运动 d错误 答案 1 c f 2 ac 探究突破 典例剖析 类型二实验数据处理 例2 在研究平抛物体的运动的实验中 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 g取10m s2 求 1 小球做平抛运动时初速度的大小 2 小球做平抛运动的初始位置坐标 探究突破 典例剖析 解析 1 如题图所示 小球在ab段 bc段水平位移相等 而小球在水平方向做匀速运动 因此小球在这两段的运动时间tab tbc t 小球在竖直方向做自由落体运动 由 y gt2得t 0 1s 2 由于小球在竖直方向上做自由落体运动 小球在b点的竖直分速度大小等于ac段在竖直方向平均速度大小 小球从抛出点o到a点历时 toa tob t 0 1s 故o点坐标值为 10cm 5cm 答案 1 1m s 2 10cm 5cm 1 2 3 4 1 在研究平抛物体的运动的实验中 不会增大实验误差的是 a 小球每次自由滚落的高度不同b 斜槽末端不水平c 小球飞行过程受到空气阻力不能忽略d 斜槽与小球之间有摩擦解析 为保证小球每次做平抛运动的初速度相同 每次释放小球时应在斜槽上的同一位置 选项a错误 斜槽末端不水平 小球离开斜槽后不做平抛运动 选项b错误 小球飞行过程受到空气阻力作用 它不做平抛运动 运动轨迹不是严格的抛物线 选项c错误 实验中只要求小球离开槽末端的瞬时速度水平相同就可以了 即使斜槽与小球间有摩擦 这一要求也能做到 选项d正确 答案 d 1 2 3 4 2 在研究平抛物体的运动的实验中 为减小空气阻力对小球的影响 小球应选择 a 实心小铁球b 空心铁球c 实心小木球d 以上三种球都可以解析 在本实验中 应该选用密度大 体积小的小球 以减少空气阻力对小球运动的影响 答案 a 1 2 3 4 3 在研究平抛物体的运动的实验中 可以测出小球经过平抛运动的初速度 实验简要步骤如下 a 让小球多次从同一位置上滚下 记下小球穿过卡片孔的一系列位置 b 安装好器材 注意斜槽末端切线水平 记下斜槽末端o点和过o点的竖直线 c 测出曲线上某点的坐标x y 用v0 x算出平抛运动的初速度 d 取下白纸 以o为原点 以竖直线为y轴 过o点的竖直线的垂线为x轴 建立坐标系 用平滑曲线画出平抛轨迹 上述实验步骤的合理顺序是 答案 badc 1 2 3 4 4 1 研究平抛运动 下面哪些做法可以减小实验误差 a 使用密度大 体积小的钢球b 尽量减小钢球与斜槽间的摩擦c 实验时 让小球每次都从同一高度由静止开始滚下d 使斜槽末端的切线保持水平 2 某同学在做研究平抛运动的实验中 忘记记下小球做平抛运动的起点位置o a为小球运动一段时间后的位置 根据如图所示 求出小球做平抛运动的初速度为m s g取10m s2 1 2 3 4 解析 1 研究平抛运动时 钢球体积越小 所受空气阻力越小 并且记录小球通过的位置越准确 a正确 小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下 可保证小球的初速度不变 与钢球和斜槽间的摩擦无关 b错误 c正确 实验时必须使斜槽末端的切线水平 以确保