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1、5.3 实验:研究平抛运动,肖营子高中,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。 4.经历探究的过程,掌握探究性实验的一般方法。 5.养成严谨认真科学的实验态度。,学习目标,探究点1、如何获得平抛运动的轨迹? 探究点、如何确定轨迹是否为抛物线? 探究点、如何根据已有的轨迹求出平抛 的初速度?,实验探究,【方案一】 平抛运动演示仪,一、描绘平抛运动的轨迹,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,实验步骤,安装调整斜槽,调整木板,确定
2、坐标轴,确定小球释放点,描绘运动轨迹,【方案二】 水平喷出的细水柱 显示平抛运动的轨迹,一、描绘平抛运动的轨迹,水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹。,喷嘴(比细管更细的硬管),使A 处的水的压强始终等于大气压,透明胶片,细管,【方案三】 频闪照相,一、描绘平抛运动的轨迹,数码相机大多具有摄像功能,每秒拍摄约桢照片可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片如果用数学课上画函数图像的方格黑板做背景,就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹,方案一改进版 平抛运动实验器(J2154),一、描绘平抛运动的轨迹,实验器材,实验器材: 平抛运动实验器(J2154)、学生电源、白纸、
3、复写纸、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。,平抛球,平抛轨道,接球槽,旋钮,平板,支架,重锤,纸夹,平抛电磁线圈,底板,1按照以下步骤准备实验装置 (1)将平抛运动实验器置于桌面,装好平抛轨道,使轨道的抛射端处于水平位置。调节调平螺丝,观察重垂线,使面板处于竖直平面内,装置如图所示。 (2)将白纸衬垫一张复写纸,紧贴记录面板用夹子固定在面板上,以斜槽末端为坐标原点,根据重垂线定下y坐标轴线,实验完成后取下白纸再作出x坐标轴线 (3)把接球挡板拉到较上方的位置。 2钢球紧靠定位板释放,球沿轨道向下运动,以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。 3下落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上,同时在面板上留下
4、一个印迹点。,实验步骤,4再将接球挡板向下拉一小段,重复上述操作方法,打出第二个印迹点,如此继续下拉接球挡板,直至最低点,即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点(一般取5、6个点)。 5变更定位板的位置,即可改变钢球平抛的初速度,按上述实验操作方法,便可打出另一系列迹点。 6取下记录纸,将各次实验所记录的点分别用平滑曲线连接起来,即可得到做平抛运动的轨迹图线。 7.数据处理:白纸左上角即为坐标原点O,上边缘为X轴,左边缘为Y轴;把各点用平滑曲线连接起来;量出各点的高度和水平距离,计算出初速度,最后算出平均值。,实验步骤,1、如何保证小球的运动是平抛运动?,2、如何保证小球每一次都以相同的速度水平
5、抛出?,3、如何确定小球平抛的初始位置?,实验误差来源,4 、小球受空气阻力,1、应保持斜槽末端的切线水平. 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白纸上的水平投影点。 4、实验中选取密度大的小金属球,应对措施,y= a x2,实验的理论探究,探究2 如何确定轨迹是否为抛物线?,实验的理论探究,1、轨迹上各点坐标应该满足 y= a x2,2、取一点M的坐标代入方程可求出a值,3、再在轨迹上任取其它
6、的一些点,量出坐标代入方程,求出不同的点的a值看看是否一样,若各组的a值差不多,则说明轨迹是一条抛物线。,探究3 如何根据已有的轨迹求出 平抛的初速度?,实验的理论探究,2、由y=gt2/2求出时间,1、在轨迹上取一个点量出它的水平位移x和竖直位移y,3、由v0=x/t求出初速度,思考:M应该离原点较近还是应该较远?,扩展探究:没有记住原点 ,能否求出平抛的初速度呢?,取两段相等的水平位移,则两段时间相同。,由y2 - y1=gt2可得出 时间t;,再由v0=x/t求出初速度。,例1 如图所示是研究平抛运动的实验装置简图,图是实验后白纸上的轨迹图。 说明图中的两条坐标轴是如何作出的。 说明判断
7、槽口的切线是否水平的方法。 实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹,进行这一步骤时应注意什么?,例2 在“研究平抛物体的运动”的实验中,某同学只在竖直板面上记下了重锤线y的方向,但忘记了平抛的初位置,在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹,如图所示。现在曲线上取A、B两点,量出它们到y轴的距离AA=x1,BB=x2,以及AB的竖直距离h,用这些可以求出求得小球平抛时的初速度为多大?,x2,x1,课堂小结,1、巩固了平抛运动的知识;,2、掌握了获取平抛运动轨迹的方法;,3、探究了研究平抛运动规律的方法;,4、体验到了科学的研究问题的方法。,1、在做“研究平抛运动”的实验时,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.秒表 C.坐标纸 D.天平 E.弹簧秤 F.重垂线,课堂大练兵,二、右图为一小球做平抛运 动的闪光照相照片的一部分, 图中背景方格的边长为5cm, 如果取g=10m/s2, 那么:(1)闪光频率是 Hz (2)小球运动中水平分速 度的大小是 m/s,B,谢谢,
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