实验五研究平抛物体的运动(新课标复习资料)ppt课件

1、第1页 第1页 实验五实验五 研讨平抛物体的运动研讨平抛物体的运动第一关第一关:根底关根底关 展望高考展望高考第2页 第2页 根底知识根底知识(一一)实验目的实验目的(1)用描迹法描出平抛物体的运动轨迹用描迹法描出平抛物体的运动轨迹.(2)求出平抛物体的初速度求出平抛物体的初速度.第3页 第3页 (二二)实验原理实验原理(1)平抛运动可以看作是由两个分运动合成平抛运动可以看作是由两个分运动合成,一个是在程度方一个是在程度方向上的匀速直线运动向上的匀速直线运动,其速度等于平抛物体运动的初速度其速度等于平抛物体运动的初速度,另一个是在竖直方向上的自在落体运动另一个是在竖直方向上的自在落体运动.(2

2、)在程度分运动中在程度分运动中,运用运用x=vt;在竖直分运动中在竖直分运动中,运用运用y=gt2或或y=gT2. 第4页 第4页 (三三)实验器材实验器材斜槽斜槽(附挡球板和重锤线附挡球板和重锤线) 水准仪水准仪 小钢球小钢球 木板木板 竖直固竖直固定支架定支架 刻度尺刻度尺 三角板三角板 白纸白纸 图钉图钉 定点用的有孔卡定点用的有孔卡片片 重锤线重锤线 铅笔等铅笔等.第5页 第5页 (四四)实验步骤实验步骤(1)描画平抛物体运动的轨迹描画平抛物体运动的轨迹将斜槽放在桌面上将斜槽放在桌面上,让其末端伸出桌面边缘外让其末端伸出桌面边缘外.借助水准仪借助水准仪调理末端调理末端,使槽末端切线程度

3、使槽末端切线程度,随之将其固定随之将其固定,如下图如下图.用图钉将白纸钉在木板上用图钉将白纸钉在木板上,让木板左上方接近槽口处桌面边让木板左上方接近槽口处桌面边缘缘,用支架将木板竖直固定用支架将木板竖直固定,使小球滚下飞出槽口后的轨迹使小球滚下飞出槽口后的轨迹平面跟板面平行平面跟板面平行.将小球飞出斜槽末端时的球心位置程度投影到白纸上描点将小球飞出斜槽末端时的球心位置程度投影到白纸上描点O,并过并过O沿重锤线用直尺描出竖直方向沿重锤线用直尺描出竖直方向.第6页 第6页 第7页 第7页 选择钢球从槽上滚下的适宜初位置选择钢球从槽上滚下的适宜初位置Q,在在Q点放上挡球板点放上挡球板.将小球从斜槽上

4、释放将小球从斜槽上释放,用中心有孔的卡片靠在纸面上并沿纸用中心有孔的卡片靠在纸面上并沿纸面挪动面挪动,当飞行的小球顺利地穿过卡片小孔时当飞行的小球顺利地穿过卡片小孔时,在小孔接近在小孔接近纸面所在处做记号纸面所在处做记号;反复该步骤反复该步骤,描下至少描下至少5个不同位置的对个不同位置的对应点应点.把白纸从木板上取下来把白纸从木板上取下来,将前面描画的一系列点用平滑的曲将前面描画的一系列点用平滑的曲线衔接起来线衔接起来,即为小球平抛运动的轨迹即为小球平抛运动的轨迹.第8页 第8页 (2)求小球平抛的初速度求小球平抛的初速度以以O为坐标原点为坐标原点,用三角板在白纸上建立用三角板在白纸上建立xO

5、y坐标系坐标系.在轨迹上选取点在轨迹上选取点M,并测出它的坐标值并测出它的坐标值(x,y),代入公式代入公式vx=x计算程度初速度计算程度初速度.再在曲线上选取不同点再在曲线上选取不同点,反复步骤反复步骤(2),丈量丈量 计算程度初计算程度初速度速度,最后求出其平均值最后求出其平均值,即为小球平抛初速度的丈量值即为小球平抛初速度的丈量值. 2/yg第9页 第9页 第二关第二关:技法关技法关 解读高考解读高考解题技法解题技法第10页 第10页 一一 实验操作技巧实验操作技巧技法讲解技法讲解1.实验中必需保证经过斜槽末端端点的切线程度实验中必需保证经过斜槽末端端点的切线程度,木板必需处木板必需处在

6、竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,并并使小球的运动接近木板但不接触使小球的运动接近木板但不接触.2.小球必需每次从斜槽上同一位置滚下小球必需每次从斜槽上同一位置滚下,为此在斜槽上固定一为此在斜槽上固定一个挡板个挡板,每次都从挡板处无初速释放小球每次都从挡板处无初速释放小球.第11页 第11页 3.坐标原点坐标原点(小球做平抛运动的起点小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点不是槽口的端点,应是小应是小球在槽口时球在槽口时,球心在木板上的程度投影点球心在木板上的程度投影点.4.要在斜槽上适当的高度释放小球要在斜槽上适当的高度释放小球,使它程度

7、抛出后其轨迹由使它程度抛出后其轨迹由木板左上角到达右下角木板左上角到达右下角,这样可以减小丈量误差这样可以减小丈量误差.5.要在平抛轨迹上选取距要在平抛轨迹上选取距O点远些的点来计算球的初速度点远些的点来计算球的初速度,这这样可使结果的误差较小样可使结果的误差较小.第12页 第12页 典例分析典例分析第13页 第13页 【例【例1】 在做在做“研讨平抛运动的实验时研讨平抛运动的实验时,让小球多次沿同让小球多次沿同一轨道运动一轨道运动,经过描点法画小球做平抛运动的轨迹经过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能为了能较准确地描画运动轨迹较准确地描画运动轨迹,下面列出了一些操作要求下面列出了一些操作要

8、求,将他以将他以为正确的选项前面的字母填在横线上为正确的选项前面的字母填在横线上:_.(a)经过调理使斜槽的末端坚持程度经过调理使斜槽的末端坚持程度(b)每次释放小球的位置必需不同每次释放小球的位置必需不同(c)每次必需由静止释放小球每次必需由静止释放小球第14页 第14页 (d)记录小球位置用的木条记录小球位置用的木条(或凹槽或凹槽)每次必需严厉地等间隔下每次必需严厉地等间隔下降降(e)小球运动时不应与木板上的白纸小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸或方格纸)相接触相接触(f)将球的位置记录在纸上后将球的位置记录在纸上后,取下纸取下纸,用直尺将点连成折线用直尺将点连成折线 第15页 第15

9、页 解析解析 只需斜槽的末端坚持程度只需斜槽的末端坚持程度,小球才具有程度初速度小球才具有程度初速度,其其运动才是平抛运动运动才是平抛运动.每次由静止释放小球每次由静止释放小球,是为了使小球有是为了使小球有一样的初速度一样的初速度.假设小球在运动过程中与木板上的白纸相假设小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会改动它的运动接触就会改动它的运动,便不是平抛运动便不是平抛运动.故故(a)(c)(e)选项选项正确正确.第16页 第16页 (b)选项中选项中,每次释放小球的位置必需一样每次释放小球的位置必需一样,以保证小球有一样以保证小球有一样的程度初速度的程度初速度.(d)选项中选项中,因平抛运动竖

10、直分运动是自在落因平抛运动竖直分运动是自在落体运动体运动,是加速运动是加速运动,在一样时间里在一样时间里,随着运动的进展随着运动的进展,位移越位移越来越大来越大,因此木条下降的间隔不应是等距的因此木条下降的间隔不应是等距的.(f)应将各点用平滑的曲线衔接起来应将各点用平滑的曲线衔接起来.答案答案 (a)(c)(e) 第17页 第17页 二二 利用平抛运动两分运动的特点求初速度利用平抛运动两分运动的特点求初速度 轨迹上某点轨迹上某点的速率的速率 确定抛出点坐标确定抛出点坐标技法讲解技法讲解(1)程度方向程度方向:x=v0t竖直方向竖直方向:y=gt2,vy=gt(2)轨迹上某点的速率轨迹上某点的

11、速率 (3)假设取延续相等的时间间隔假设取延续相等的时间间隔T,竖直方向延续相等的时间间竖直方向延续相等的时间间隔内位移之差等于常数隔内位移之差等于常数.即即y=gT2220yvvv第18页 第18页 (4)竖直方向的一段分位移竖直方向的一段分位移,中间时辰的瞬时速度等于这段时中间时辰的瞬时速度等于这段时间内的平均速度间内的平均速度.第19页 第19页 典例分析典例分析第20页 第20页 【例【例2】 如下图如下图,在在“研讨平抛物体的运动的实验中研讨平抛物体的运动的实验中,用一用一张印有小方格的纸记录轨迹张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长小方格的边长l=1.25 cm.假设假设小球在平抛

12、运动途中的几个位置如图中的小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a b c d所所示示,那么小球平抛的初速度的计算式为那么小球平抛的初速度的计算式为(用用l和和g表示表示)_,其值是其值是_(g=9.8 m/s2),小球在小球在b点的速率是点的速率是_.02vlg0.70 m/s0.875 m/s第21页 第21页 解析解析 平抛运动可分解为程度方向的匀速直线运动和竖直方平抛运动可分解为程度方向的匀速直线运动和竖直方向的自在落体运动即初速度为零的匀加速直线运向的自在落体运动即初速度为零的匀加速直线运动动.当运用公式当运用公式v0=sx/t,sy=gt2/2时时,必需知必需知(或从图中得到或从图中

13、得到)从从抛出点开场算起的程度位移抛出点开场算起的程度位移sx和竖直位移和竖直位移sy.此题经过分析此题经过分析图象可知图象可知,a点不是抛出点点不是抛出点,所以不能用上式求所以不能用上式求,但但a b c d每相邻两点之间的时间间隔是相等的每相邻两点之间的时间间隔是相等的,设为设为T,又根据匀变速直又根据匀变速直线运动延续相等时间内位移差线运动延续相等时间内位移差s=at2可得可得s=gT2 l=gT2/Tl g第22页 第22页 20yb200.70/ .332250.875/v2l/T2b,v.2bvylgm sllgTvvglm s对 点来说 其竖直分速度的速率第23页 第23页 第三

14、关第三关:训练关训练关 笑对高考笑对高考随堂随堂训练训练第24页 第24页 1.如下图如下图,在研讨平抛运动时在研讨平抛运动时,小球沿轨道滑下小球沿轨道滑下,分开轨道末端分开轨道末端(末端程度末端程度)时时,撞开轻质接触式开关撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球被电磁铁吸住的小球B同时自在下落同时自在下落,改动整个安装的高度改动整个安装的高度H做同样的实验做同样的实验,发现发现位于同一高度的位于同一高度的A B两球总是同时落地两球总是同时落地,该实验景象阐明该实验景象阐明了了A球分开轨道后球分开轨道后( )第25页 第25页 A.程度方向的分运动是匀速直线运动程度方向的分运动是匀速直线运动

15、B.程度方向的分运动是匀加速直线运动程度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在落体运动竖直方向的分运动是自在落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动竖直方向的分运动是匀速直线运动解析解析:A球平抛的同时球平抛的同时,B球自在下落球自在下落,有两球在同一高度上有两球在同一高度上,又又两球总是同时落地两球总是同时落地,这只能阐明这只能阐明A球在抛出后竖直方向上的球在抛出后竖直方向上的分运动是自在落体运动分运动是自在落体运动,但不能阐明但不能阐明A球的程度分运动是匀球的程度分运动是匀速直线运动速直线运动,解题时千万不能凭客观想象来判别解题时千万不能凭客观想象来判别.答案答案:C第2

16、6页 第26页 2.安装实验安装的过程中安装实验安装的过程中,斜槽末端的切线必需是程度的斜槽末端的切线必需是程度的,这这样做的目的是样做的目的是( )A.保证小球飞出时保证小球飞出时,速度既不太大速度既不太大,也不太小也不太小B.保证小球飞出时保证小球飞出时,初速度程度初速度程度C.保证小球在空中运动的时间每次都相等保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线保证小球运动的轨迹是一条抛物线解析解析:实验为研讨平抛运动的规律实验为研讨平抛运动的规律.答案答案:B第27页 第27页 3.某研讨性学习小组在做某研讨性学习小组在做“探求平抛物体运动规律的实验探求平抛物体运动规律

17、的实验时时,经过描点法画出小球平抛运动的轨迹经过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出平抛运动并求出平抛运动的初速度的初速度.实验安装如下图实验安装如下图.关于这个实验关于这个实验,以下说法中正确的选项是以下说法中正确的选项是( )第28页 第28页 A.小球释放的初始位置越高越好小球释放的初始位置越高越好B.每次小球要从同一高度由静止释放每次小球要从同一高度由静止释放C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线能否竖直实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线能否竖直D.小球的平抛运动要接近木板但不接触小球的平抛运动要接近木板但不接触第29页 第29页 解析解析:在做在做“探求平抛物体运动规律的实验中探求平

18、抛物体运动规律的实验中,初始位置的初始位置的高低对选取轨迹有影响要求小球每次都要从同一高度由静高低对选取轨迹有影响要求小球每次都要从同一高度由静止释放止释放,以确保小球以同样大小的初速度平抛以确保小球以同样大小的初速度平抛.实验前用重实验前用重垂线检查坐标纸上的竖线能否竖直垂线检查坐标纸上的竖线能否竖直,是为了保证在处置数是为了保证在处置数据时纵横坐标正确表达小球的程度和竖直方向上的位移据时纵横坐标正确表达小球的程度和竖直方向上的位移.另外小球做平抛运动时要接近木板另外小球做平抛运动时要接近木板,但不能与木板接触但不能与木板接触,假假设与木板接触设与木板接触,会使小球与木板之间产生摩擦而影响丈

19、量会使小球与木板之间产生摩擦而影响丈量精度精度.答案答案:BCD第30页 第30页 4.如图为研讨小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分如图为研讨小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分,其其背景是边长为背景是边长为5 cm的小方格的小方格,重力加速度重力加速度g取取10 m/s2.由图由图可知可知:小球从小球从A点运动到点运动到B点阅历的时间点阅历的时间_(填填“小于小于 “等于或等于或“大于大于)从从B点运动到点运动到C点阅历的时点阅历的时间间;照相机的闪光频率为照相机的闪光频率为_Hz;小球抛出时的初小球抛出时的初速度大小为速度大小为_m/s.等于等于102.5第31页 第31页 解析解析

20、:该实验调查的是平抛运动中闪光照片图象该实验调查的是平抛运动中闪光照片图象.从从A B C三点之间的程度间距相等可以看出三点之间的程度间距相等可以看出B是是A C两点之间的中两点之间的中点时辰点时辰,在竖直方向上由在竖直方向上由h=gT2可以得出闪光周期为可以得出闪光周期为0.1 s,所以闪光频率为所以闪光频率为10 Hz,抛出时候的初速度为抛出时候的初速度为2.5 m/s.第32页 第32页 5.在做在做“研讨平抛物体的运动的实验中研讨平抛物体的运动的实验中,为了确定小球在不为了确定小球在不同时辰所经过的位置同时辰所经过的位置,实验时用如以下图所示的安装实验时用如以下图所示的安装,先将先将斜

21、槽轨道的末端调整程度斜槽轨道的末端调整程度,在一块平木板外表钉上复写纸在一块平木板外表钉上复写纸和白纸和白纸,并将该木板竖直立于槽口附近处并将该木板竖直立于槽口附近处.使小球从斜槽上使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕小球撞到木板并在白纸上留下痕迹迹A;将木板向远离槽口平移间隔将木板向远离槽口平移间隔x,再使小球从斜槽上紧靠再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板又将木板再向远离槽口平移间隔再向远离槽口平移间隔x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放止

22、释放,再得到痕迹再得到痕迹C.假设测得木板每次挪动间隔假设测得木板每次挪动间隔x=10.00 cm,A B间间隔间间隔y1=4.78 cm,B C间间隔间间隔y2=14.58 cm.(g取取9.80 m/s2)第33页 第33页 第34页 第34页 (1)根据以上直接丈量的物理量得小球初速度为根据以上直接丈量的物理量得小球初速度为v0=_(用题中所给字母表示用题中所给字母表示).(2)小球初速度的丈量值为小球初速度的丈量值为_m/s.(保管两位有效数保管两位有效数字字).221gxyy1.0第35页 第35页 6.利用单摆验证小球平抛运动规律利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如下图设计方案如下图,在悬点在悬点O正下方有程度放置的炽热的电热丝正下方有程度放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处当悬线摆至电热丝处时能随便被烧断时能随便被烧断;MN为程度木板为程度木板,知悬线长为知悬线长为L,悬点到木板悬点到木板的间隔的间隔OO=h(hL).第36页 第36页 (1)电热丝电热丝P必需放在