第三节 实验 研究平抛运动 讲课用.ppt

1、第三节实验：研究平抛运动，第五章曲线运动，1。实验目的，1 .用实验方法跟踪平抛物体的运动轨迹。2.从实验轨迹中找出平抛物体的初始速度。实验设备、滑槽、铁架、木板、白纸、小球、图钉、铅笔、穿孔卡片、天平、重锤线。(3)实验原理：采用追踪法，平抛物体的运动可视为两个子运动的组合运动：一个是水平匀速直线运动，另一个是垂直自由落体运动。使球做平抛运动，用追踪法追踪球的轨迹，即球做平抛运动的曲线，并建立坐标系。测量曲线上某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的值计算出球的飞行时间t，然后用公式计算出球的水平分速度，即平抛运动中球的初速度。4.实验步骤：1 .安装和调整滑槽：用图钉将白纸钉在竖板上，将滑槽

2、固定在板的左上角，用平衡的方法调整滑槽，即把球轻轻放在滑槽的直线部分的末端，可以使球停留在直线轨道上的任何位置，表示水平已经调整好。2.调整木板：将木板调整到垂直方向，重锤线挂在槽口中，并使木板的平面与球落下的垂直面平行。然后在钉在板上的白纸上记录重锤线的方向，并固定板，使板和滑槽之间的相对位置在重复实验过程中保持不变。3.确定坐标原点：将球放入凹槽中，当球在凹槽中时，用铅笔在白纸上写下球中心的水平投影点。o是坐标的原点。描述运动轨迹：用手在木板平面上握住卡片，保持卡片上有孔的一侧水平，并调整卡片的位置，使从槽中滚下的球刚好穿过卡片的孔，而不摩擦孔的边缘。用铅笔在白纸上的卡缝处画一个黑点，然后

3、记下球穿过白纸上的洞时球中心的位置。为了确保每次球从滑槽上的相同位置滑下，可以用相同的方法找到球在水平投掷轨迹上的一系列位置。5.计算初始速度：取下白纸，画出垂直向下的Y轴和水平向右的X轴，以O点为原点，用平滑的曲线连接这些位置，得到球平抛运动的轨迹。使用公式xv0t和ygt2/2计算球的初始速度v0，最后计算v0的平均值，并将相关数据记录在表中。在曲线上选择六个不同的点a、b、c、d、e和f，用刻度和三角形测量它们的坐标x和y。注意：滑槽末端的切线必须是水平的。正方形板必须在垂直平面内，并平行于球移动的垂直平面，并使球靠近画板移动，但不与画板接触。坐标的原点(球平抛运动的起点)不是凹口的终点

4、，而是球在凹口中时球中心在棋盘上的水平投影点。如果使用白纸，当球在槽口中时，球中心在棋盘上的水平投影点应作为坐标原点，重锤线应挂在滑槽的末端。首先确定Y轴方向，然后用直角三角形将水平线画成X轴，建立直角坐标系。每次球应该从静止时滑槽上的相同位置滑下。为了计算出球的初速度，需要在水平投掷轨迹上选择一个远离O点的点，这样可以使结果的误差更小。在“研究平抛物体的运动”实验中，准备了以下设备：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形滑槽、球、秤和铁架，还需要以下设备：A、秒表B、天平C、重锤线D、测力计，答案：C、1。在“研究平抛运动”中，各点的位置坐标如图所示。当g10米/秒2时，下列说法是正确的：(1)投球点

5、的位置坐标是(0，0) B。投球点的位置坐标是(-10，-5) C。投球的初始速度是2米/秒。投球的初始速度是1米/秒，BD，2，2。绘制运动轨迹时，只在白纸上画出与初始速度平行的Ox轴，忘记了画坐标原点和Oy轴，也只画出了轨迹的中间部分。如图所示，如何用一个标尺就可以得到球的初始速度(不需要测量实际数据，只需要用物理量的符号来表示测量)， 测量方法是：(简答) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _获得的v0=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

6、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _如果球在平抛运动中经过的几个位置如图中的A、B、C、D所示，球平抛初始速度的计算公式为v0(用L和G表示)，其值为(G取9.8ms2)。 解析地说，根据平抛运动的规律，Y=GT 2=L，X=V 0 T，V 0=X/T。得到v0=0.70m米/秒，0.70米/秒，4。如图所示，照片的一部分是通过闪光摄影获得的，当球被水平投掷时，图中背景正方形的边长为5厘米，g=10m/s2，那么(1)球被水平投掷的初始速度VO=m/s(2)球通过点

7、a的速度va。实验装置的示意图如图1所示。a是一种平面木板，在木板上以相等的间隔切割出一组平行的槽(图中的PoPo)，槽之间的距离为D.将覆盖有复写纸的白纸铺在硬板B上。在实验过程中，将B板依次插入A板的每个槽中，每次球从倾斜轨道的相同位置释放。完成一点后，将B板插入后面的插槽，同时将距离d平移到纸张内部。(1)直到斜轨末端的切线是水平的；为了使球的每个平抛运动的初始速度相同。(2)每次将B板向内平移距离d，使记录纸上每两点之间的水平距离等于球在水平方向上的实际移动距离。(1)实验前， 实验装置应反复调整，直到_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _