5.3实验：研究平抛运动

1、复习回顾： 1.什么是平抛运动? 初速度沿水平方向只受重力作用的运动 2.平抛运动可以分解为哪两个分运动? 3.平抛运动的轨迹是什么? 抛物线,水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动,实验目的：,(1)用实验方法描绘出平抛物体的运动轨迹； (2)从实验轨迹求出平抛运动物体的初速度。,实验:研究平抛运动,如何获得平抛运动的轨迹?,1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？,方案一 ：,描迹法,方案二 ：,径迹法,o,x,y,方案三 ：,用频闪照相机得到物体运动的轨迹,照相法,三、实验原理：,平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：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

2、。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线。建立坐标系分析。,测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值、利用公式 求出小球飞行时间t，再利用公式 ，求出小球的水平分速度 ，即为小球做平抛运动的初速度。,实验 怎样得到平抛运动的轨迹? 方案一:,实验器材：斜槽，铁架台，金属小球，木板(附竖直固定支架)，有孔的卡片，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。,描迹法,1、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，并使其末端的切线保持水平。 可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水

3、平已调好。,实验步骤:,2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤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,然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。,3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。,4描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。,用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。,保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始

4、滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。,5、计算初速度：取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。,用公式xv0t和ygt2/2计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值。并将有关数据记入表格内。,在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。,(1)保证斜槽末端的切线必须水平。 (2)木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平面，并使小球的运动靠近木板但不接触。 (3)坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上方小球球心处,实验注意事项:,O,O,(4)小球应在同一位置无初

5、速自由释放；释放的高度要适当，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； (5)实验过程中木板不能动 (6)要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。,实验注意事项:,一、描绘平抛运动的轨迹,斜槽,小球,重垂线,白纸,一、描绘平抛运动的轨迹,一、描绘平抛运动的轨迹,一、描绘平抛运动的轨迹,O,O,坐标原点（平抛起点）,一、描绘平抛运动的轨迹,一、描绘平抛运动的轨迹,一、描绘平抛运动的轨迹,一、描绘平抛运动的轨迹,一、描绘平抛运动的轨迹,一、描绘平抛运动的轨迹,一、描绘平抛运动的轨迹,二、数据处理,O,y,x,A4,A3

6、,A2,A1,M4,M3,M2,M1,y3,2、如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？,假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足y=ax2 。测出轨迹上某点的坐标(x、y)，带入y=ax2中求出a，就可知道代表这个轨迹的可能关系式；再测几个点的坐标代入验证。,3、怎样计算平抛物体的初速度？,水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动,平抛运动的两个分运动为：,O,y,x,v0,v0=,= x,测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0,P（x，y）,例、某同学使小球沿桌面水平飞出，用数码相机来拍摄小球作平抛运动的录像（每秒15帧）并将照片打印出来。问：他大约可以得到几桢小球正在空中运动的照片？,若桌高 h=0.8m ，能拍 幅照片,6,练、如图所示，在研究平抛运动的实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分，抛出点的位置没有记录，试根据图中的数据求出平抛运动的初速度。,物体在AB段和BC段运动的时间必相等，则有:,解析:,在轨迹上ABC三个点是水平间距相等的，故有：,练：在研究平抛物体运动的实验中，