实验研究平抛运动讲课用学习教案

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1、实验实验 研究研究(ynji)平抛运动平抛运动 讲课用讲课用第一页，共16页。一、实验一、实验(shyn)目的目的1、用实验、用实验(shyn)方法描出平抛物体的运方法描出平抛物体的运动轨迹。动轨迹。2、从实验、从实验(shyn)轨迹求平抛物体的初速轨迹求平抛物体的初速度。度。二、实验二、实验(shyn)器材器材斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅铅笔，笔，有孔的卡片有孔的卡片，刻度尺，重锤线。，刻度尺，重锤线。第1页/共16页第二页，共16页。xvt 212ygt 三、实验三、实验(shyn)(shyn)原理原理用描迹法用描迹法 平抛物体的运动可以看

2、作是两个分运动的合运动：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。令小球做平抛运动，利用描向的自由落体运动。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迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线曲线(qxin)，建立坐标系。，建立坐标系。测出曲线上的某一点的坐标测出曲线上的某一点的坐标x和和y，根据重力加速度，根据重力加速度g的数值、利用公式的数值、利用公式 求出小球飞行时间求出小球飞行时间t，再利，再利用公式用公式 ，求出小球的水平，求出小球的水平(shupng)

3、分速分速度度 ，即为小球做平抛运动的初速度。，即为小球做平抛运动的初速度。2gvxh 第2页/共16页第三页，共16页。四、实验四、实验(shyn)步骤步骤1、安装、安装(nzhung)调整斜调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。就表明水平已调好。第3页/共16页第四页，共16页。2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板

4、调整到、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。竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验木板，使在重复实验(shyn)的过程中，木板与斜槽的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。的相对位置保持不变。3、确定坐标原点、确定坐标原点O：把小球放：把小球放在槽口在槽口(co ku)处，用铅笔记处，用铅笔记下球在槽口下球在槽口(co ku)时球心在时球心在白纸上的水平投影点白纸上的水平投影点O，O即为即为坐标原点。坐标原点。第4页/共16页第五

5、页，共16页。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卡片上有孔的一面保持水平(shupng)，调整卡片的位，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。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下了小球穿过孔时球心(qixn)所对应的位置。所对应的位置。 保证小球每次从斜槽上的同一位置保证小球每次从斜槽上的同一位置(wi zhi)由静止开由静止开始滑下，用同

6、样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置系列位置(wi zhi)。第5页/共16页第六页，共16页。5、计算初速度：取下白纸、计算初速度：取下白纸(bi zh)，以，以O点为原点画出点为原点画出竖直向下的竖直向下的y轴和水平向右的轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些轴，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。位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。xy 用公式用公式xv0t和和ygt2/2计计算出小球算出小球(xio qi)的初速度的初速度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

7、表格内。 在曲线上选取在曲线上选取(xunq)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。第6页/共16页第七页，共16页。五、注意事项：五、注意事项：斜槽末端斜槽末端(m dun)的切线必须水平。的切线必须水平。 方木板必须处在竖直方木板必须处在竖直(sh zh)面内且与小球运动轨迹所在面内且与小球运动轨迹所在的竖直的竖直(sh zh)平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。 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(qdin)不是槽口的不是槽口的端点，应

8、是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影端点，应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点。点。如果是用白纸，则应以小球在槽口时球的球心在木如果是用白纸，则应以小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板轴方向，再用直角三角板画出水平线作为画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。轴，建立直角坐标系。每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。要在平抛轨道上选取距要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，点远些

9、的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。这样可使结果的误差较小。第7页/共16页第八页，共16页。第8页/共16页第九页，共16页。 在在“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，已备有下实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的：的： A、秒表、秒表(miobio) B、天平、天平 C、重锤线、重锤线 D、测力计、测力计 答案答案(d n)：C 第9页/共16页第十页，共16页。1、在“研究平抛运动”实验(shyn)中，某同学只记录了小球

10、运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当g10 m/s2时，下列说法正确的是（ ）A.小球抛出点的位置坐标是(0，0)B.小球抛出点的位置坐标是(-10，-5)C.小球平抛初速度为2m/s D.小球平抛初速度为1m/sBD 第10页/共16页第十一页，共16页。2、一学生做、一学生做“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，画运动轨迹实验时，画运动轨迹只在白纸上画出了与初速度平行的只在白纸上画出了与初速度平行的Ox轴，忘了画坐标原点轴，忘了画坐标原点和和Oy轴，而且也只画出了中间轴，而且也只画出了中间(zhngjin)一部分轨迹，如一部分轨迹，如图所

11、示如何只用一刻度尺得出小球的初速度图所示如何只用一刻度尺得出小球的初速度(不需测实际不需测实际数据只用物理量的符号代表所测量数据只用物理量的符号代表所测量)测量方法：测量方法：(简答简答)_得到得到(d do)的的v0=_解析解析:任取水平任取水平(shupng)间距相间距相等的三点等的三点1，2，3，如图示，测，如图示，测量水平量水平(shupng)间距间距s，竖直间，竖直间距距h1、h2021gvshh 第11页/共16页第十二页，共16页。 3、在研究、在研究(ynji)平抛物体运动的实验中，用一张平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长印有小方格的纸记录轨迹，小

12、方格的边长l1.25cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0(用用l、g表示表示)，其值是其值是 (g取取9.8ms2)dabc解析：由平抛运动解析：由平抛运动(yndng)规律规律y=gT 2= lx=v0 Tgl2 v0 = x/T=2l /T=代入数字代入数字(shz) l = 1.25cm=1/80 m得到得到 v0 =0.70m/s gl20.70m/s第12页/共16页第十三页，共16页。4、如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相、如图为某小球

13、做平抛运动时，用闪光照相(zho xing)的方法获得的相片的一部分的方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则，则（1）小球平抛的初速度）小球平抛的初速度vo= m/s（2）小球过）小球过A点的速率点的速率vA= m/sABC1.51.8第13页/共16页第十四页，共16页。5、某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置、某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置(zhungzh)示意图如图示意图如图1所示，所示，A是一块平面木板，在其是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中 PoPo）

14、，），槽间距离均为槽间距离均为d。 把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上。上。实验时依次将实验时依次将B板插入板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。等打完一点后，把的同一位置由静止释放。等打完一点后，把B板插入后一板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离槽中并同时向纸面内侧平移距离d。第14页/共16页第十五页，共16页。（1）直到斜轨末端切线水平；）直到斜轨末端切线水平； 为了使小球每次做平抛运动为了使小球每次做平抛运动(yndng)的初速的初速度相同。度相同。（2）每次将）每次将B板向内侧平移距离板向内侧平移距离d，是为了使记录纸上，是为了使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际(shj)运动的距离。运动的距离。（1）实验前应对实验装置反复调节，直到）实验前应对实验装置反复调节，直到_，每次让，每次让小球从同一位置由静止释放小球从同一位置由静止释放(shfng)，是为了，是为了_。（2）每次将）每次将B板向内侧平移距离板向内侧平移距离d，是为了，是为了_。第15页/共16页第十六页，共16页。