高中物理必修二--5.9平抛运动实验ppt课件.ppt

5.8实验：研究平抛运动,1,实验目标1.能描出平抛运动的轨迹。2.会计算平抛物体的初速度。3.结合运动分解的知识，明确两个分运动的特点。实验思路：1、设法通过实验得到平抛运动的轨迹2、在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所达到的位置3、测量两相邻位置间的水平、竖直位移，分析这些位移的特点,2,一、描绘平抛运动的轨迹方案一：描点法。即利用平抛运动演示仪，通过确定轨迹上一些点来描绘平抛运动的轨迹。视频一。方案二：描迹法。利用安装在平抛运动物体上的毛笔，把平抛运动的轨迹直接描绘出来。视频二。方案三：DVD拍摄法。利用摄像机对平抛运动的小球进行拍摄，通过处理得到小球运动一系列位置。视频三。,3,实验器材,实验器材:斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。,铁架台,斜槽,木板,白纸,小球,铅垂线,4,实验步骤,安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平;,调整木板:用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板;,确定坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴;,确定小球释放点:选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放,使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角;,描绘运动轨迹:把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点.,5,注意事项,1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；,2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；,3、坐标原点（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心在木板上的水平投影点。,O,O,坐标原点（平抛起点）,6,分别测出M1、M2、M3各点的纵坐标y1、y2、y3（即测出A1M1、A2M2，A3M3的长度）。若在误差范围内满足：则小球的运动轨迹为抛物线。,二、研究平抛运动的特点1、判断平抛运动的轨迹是抛物线,方法：如图所示：在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3，把OA的长度记为l，则A1、A2、A3，各点的横坐标x1=l，x2=2l，x3=3l，。过A1、A2、A3，作x轴的垂线，与轨迹分别相交于M1、M2、M3。,7,2、计算平抛运动的初速度,条件一：竖直方向、初始位置和轨迹均确定。,方法：在轨迹上任取一点P，用刻度尺，测出P点的坐标x、y。利用位移公式求v0，在轨迹上多取几个点，进行多次测量取平均值。,8,方法：把y轴与轨迹的交点作为原点0，过0点作y轴的垂线，建立x轴。在x轴上取间距相等的M1、M2两个点，0M1=M1M2=x。,y,条件二：竖直方向、部分轨迹确定，但没有记下初始位置。如图所示,过M1、M2两点作y轴的平行线，与轨迹分别相交于P1、P2两点，再过P1、P2两点分别作x轴平行线，与y轴相交于N1、N2两点，测出0N1间的距离y1及N1N2间的距离y2。如图所示，则有：,9,(3)频闪照片：已知竖直方向，拍照频率和照片。如图所示：方法：如图建立直角坐标系，分别测出小球在两次拍照时间的水平位移x和竖直位移y1、y2y3。并求出y。若已知闪频周期T，可确定v0和g；若g已知，可求T和v0。,问题：平抛运动的起点位置未知时，如何确定起点的位置？,10,三、例题,11,例题1：利用如图所示的装置，探究平抛运动的特点，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能准确地描绘小球的运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项填在横线上：_.A通过调节使斜槽的末端保持水平B每次释放小球的位置必须不同C每次必须由静止释放小球D小球运动时不应与木板上的白纸相接触E将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线,ACD,12,小球平抛运动的初速度v0=_m/s；闪光的时间间隔_s；小球过A点的速率vA=_m/s。抛出点的坐标是_,例题2：如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，并把这一部分放在图中的坐标系内，则：,1.5,0.1,1.8,(-5cm、0),13,例题3：某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节在木板上固定一张白纸该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：,14,A实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a，b，c三点，且abbc20.00cm，如上图B让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差h1h.C让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差h2h10.00(cm)D让钢球从斜面上的同一位置由静上滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差h3h30.00(cm)则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0_m/s，钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby_m/s.已知钢球的重力加速度为g10m/s2，空气阻力不计,2.0,2.