高中物理实验：研究平抛运动.ppt

复习回顾：复习回顾：1.1.什么是平抛运动什么是平抛运动?物体沿水平方向抛出只受重力作用的运物体沿水平方向抛出只受重力作用的运动动2.2.平抛运动可以分解为哪两个分运动平抛运动可以分解为哪两个分运动?3.3.平抛运动的轨迹是什么平抛运动的轨迹是什么?水平方向上的匀速直线运动水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动竖直方向上的自由落体运动 2021gtytvx一条抛物线一条抛物线实验目的：实验目的：(1)(1)探究探究平抛运动的平抛运动的规律规律(2)(2)描绘描绘出平抛物体的出平抛物体的运动轨迹运动轨迹；(3)(3)求求出平抛运动物体的出平抛运动物体的初速度初速度。实验实验:研究平抛运动研究平抛运动1 1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？、如何获得小球做平抛运动的轨迹？方案一方案一 ：描迹法描迹法方案二方案二 ：径迹法径迹法oxyv0方案三方案三 ：用用频闪照相机频闪照相机得到物体运动的轨迹得到物体运动的轨迹照相法照相法实验器材：实验器材：斜槽，金属小球，木板斜槽，金属小球，木板(附竖附竖直固定支架直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。重锤线，铅笔。描迹法描迹法1、安装调整斜槽、安装调整斜槽：用图钉：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并调板的左上角固定斜槽，并调整斜槽使其末端的切线整斜槽使其末端的切线保持保持水平水平。实验步骤实验步骤:2、调整木板、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近直面平行且靠近,固定好木板。固定好木板。3、确定坐标原点、确定坐标原点O：把小：把小球放在槽口处，用铅笔记下球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的球在槽口时球心在白纸上的水平投影点水平投影点O，O即为坐标即为坐标原点。原点。4描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使描绘运动轨迹：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。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。纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次保证小球每次从斜槽上的从斜槽上的同一位置由静止开始滑下同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。5、取下白纸，以、取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的点为原点画出竖直向下的y轴和水轴和水平向右的平向右的x轴，用轴，用平滑的曲线平滑的曲线把这些位置连接起来即得把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。小球做平抛运动的轨迹。x xy y 用公式用公式xv0t和和ygt2/2计算出小球的初速度计算出小球的初速度v0，最后计算出最后计算出v0的平均值，的平均值，并将有关数据记入表格内。并将有关数据记入表格内。在曲线上选取在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和和y。(1)(1)保证斜槽保证斜槽末端末端的切线必须水平。的切线必须水平。(2)(2)保证保证木板木板平面平面竖直竖直且且平行于平行于小球小球平抛平抛的的轨轨道平面，道平面，并使小球的运动靠近木板但不接并使小球的运动靠近木板但不接触。触。(3)(3)坐标原点坐标原点不在斜槽口的末端，不在斜槽口的末端，应在应在槽口上槽口上方小球方小球球心处球心处实验注意事项实验注意事项:OO(4)(4)小球小球应在应在同一位置无初速自由释放同一位置无初速自由释放；释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速的高度要适当，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；角间分布，从而减小测量误差；(5)(5)实验过程中实验过程中木板不能动木板不能动(6)(6)要在平抛轨道上选取距要在平抛轨道上选取距O O点远些的点来计点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。算球的初速度，这样可使结果的误差较小。实验注意事项实验注意事项:如何检验斜槽末端部分是否水平如何检验斜槽末端部分是否水平？若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平末端水平 讨论讨论1:1:调节木板，使重锤的吊线与平板的边线调节木板，使重锤的吊线与平板的边线平行、与平板面平行；使小球平抛的轨平行、与平板面平行；使小球平抛的轨道平面与板面平行且不发生碰撞道平面与板面平行且不发生碰撞 怎么判断木板面是否竖直怎么判断木板面是否竖直?讨论讨论2:2:怎么确定坐标原点怎么确定坐标原点o o，建立直角坐标系，建立直角坐标系?把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时球的球心在坐标纸板上的水平投影点球的球心在坐标纸板上的水平投影点o o，即为坐标原点即为坐标原点(不是槽口端点不是槽口端点)；再利用重；再利用重锤线确定锤线确定y y轴方向和与之垂直的轴方向和与之垂直的x x轴方向。轴方向。讨论讨论3:3:l例例1在做在做“研究平抛运动研究平抛运动”实验时，除了实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是列器材中还需要的是_lA游标卡尺游标卡尺 B秒表秒表lC坐标纸坐标纸 D天平天平lE弹簧秤弹簧秤 F重垂线重垂线C FC F例例2 2：平抛物体的运动规律可以概括为两点：（：平抛物体的运动规律可以概括为两点：（1 1）水）水平方向做匀速运动；（平方向做匀速运动；（2 2）竖直方向做自由落体运）竖直方向做自由落体运动动.为了探究平抛物体的运动规律，可做下面的实为了探究平抛物体的运动规律，可做下面的实验：如图验：如图4 4所示，用小锤打击弹性金属片，球就所示，用小锤打击弹性金属片，球就水平飞出，同时球被松开，做自由落体运动，水平飞出，同时球被松开，做自由落体运动，无论球的初速度大小如何，也无论两球开始距无论球的初速度大小如何，也无论两球开始距地面高度如何，两球总是同时落到地面，这个实地面高度如何，两球总是同时落到地面，这个实验（验（）.只能说明上述规律中的第（只能说明上述规律中的第（1 1）条）条.只能说明上述规律中的第（只能说明上述规律中的第（2 2）条）条.不能说明上述规律中的任何一条不能说明上述规律中的任何一条.能同时说明上述两条规律能同时说明上述两条规律图图4B B例例3 3、在做、在做“研究平抛运动研究平抛运动”实验中应采实验中应采取下列哪些措施可减小误差？（）取下列哪些措施可减小误差？（）A A斜槽轨道必须光滑斜槽轨道必须光滑B B斜槽水平部分轨道必须水平斜槽水平部分轨道必须水平C C每次要平衡摩擦力每次要平衡摩擦力D D小球每次应从斜槽上同一高度释放小球每次应从斜槽上同一高度释放E.E.在曲线上取作计算的点离原点在曲线上取作计算的点离原点O O较远较远 B D E 例例4 4：在做：在做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验时，让小球多的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：横线上：A A通过调节使斜槽的末端保持水平通过调节使斜槽的末端保持水平 B B每次释放小球的位置必须不同每次释放小球的位置必须不同 C C每次必须由静止释放小球每次必须由静止释放小球 D 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)每次必须严格地等距每次必须严格地等距 离下降离下降 E 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)相相触触 F F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线点连成折线 A C E例例5 5、在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜、在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某甲和槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是：甲的实验错误是：乙的实验错误是：乙的实验错误是：O甲甲O乙乙槽底未调成水平槽底未调成水平 每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同例例6 6：如图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做：如图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中平抛运动规律的照片，图中A A、B B、C C为三个同时为三个同时由同一点出发的小球。由同一点出发的小球。AAAA为为A A球在光滑水平面球在光滑水平面上以速度上以速度v v运动的轨迹；运动的轨迹；BBBB为为B B球以速度球以速度v v被水被水平抛出后的运动轨迹；平抛出后的运动轨迹；CCCC为为C C球自由下落的运球自由下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出结论是：动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出结论是：（第5题）平抛运动的水平分动是匀速直平抛运动的水平分动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落线运动，竖直分运动是自由落体运动体运动