實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1)用實(shí)驗(yàn)方法描繪出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡；

(2)從實(shí)驗(yàn)軌跡求出平拋運(yùn)動(dòng)物體的初速度。實(shí)驗(yàn):研究平拋運(yùn)動(dòng)如何獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡?第一頁，共22頁。實(shí)驗(yàn)原理：平拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)：

一是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)。

另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。1、令小球做平拋運(yùn)動(dòng)，利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，即小球做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線，建立坐標(biāo)系。測出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，第二頁，共22頁。2、怎樣計(jì)算平拋物體的初速度？

水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)為：Oyxv0v0==x測出軌跡上某一點(diǎn)的坐標(biāo)(x、y)代入可求出v0P（x，y）第三頁，共22頁。1、如何獲得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？方案一：描跡法第四頁，共22頁。方案二：徑跡法oxy第五頁，共22頁。v0方案三：用頻閃照相機(jī)得到物體運(yùn)動(dòng)的軌跡照相法第六頁，共22頁。實(shí)驗(yàn)怎樣得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡?方案一:實(shí)驗(yàn)器材：斜槽，鐵架臺，金屬小球，木板(附豎直固定支架)，有孔的卡片，坐標(biāo)紙，圖釘，刻度尺，重錘線，鉛筆。描跡法第七頁，共22頁。實(shí)驗(yàn)儀器方案一:描跡法實(shí)驗(yàn)器材：刻度尺第八頁，共22頁。1、安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端的切線保持水平?？捎闷胶夥ㄕ{(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。實(shí)驗(yàn)步驟:第九頁，共22頁。2、調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向、并使木板平面與小球下落的豎直面平行且靠近,然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。3、確定坐標(biāo)原點(diǎn)O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在白紙上的水平投影點(diǎn)O，O即為坐標(biāo)原點(diǎn)。第十頁，共22頁。4．描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：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，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣。用鉛筆在卡片缺口處的白紙上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過孔時(shí)球心所對應(yīng)的位置。保證小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滑下，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。第十一頁，共22頁。（新教材做法）

描繪運(yùn)動(dòng)軌跡:把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上,如果小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖,用鉛筆在該位置畫上一點(diǎn),用同樣的方法,從同一位置釋放小球,在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下若干點(diǎn).第十二頁，共22頁。5、計(jì)算初速度：取下白紙，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。xy用公式x＝v0t和y＝gt2/2計(jì)算出小球的初速度v0，最后計(jì)算出v0的平均值。并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y。第十三頁，共22頁。幾個(gè)問題的思考

問題探究1：如何檢驗(yàn)斜槽末端部分是否水平？若將小球放在斜槽末端水平軌道的任何位置，小球都不滾動(dòng)，則可以認(rèn)為斜槽末端水平。

重錘的吊線與平板的邊線平行、與平板面平行；使小球平拋的軌道平面與板面平行。

問題與探究2：怎么判斷木板面是否豎直?第十四頁，共22頁。幾個(gè)問題的思考問題探究4：每次都是從同一高度由靜止釋放的原因？保證做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，描述的是同一條軌跡。問題探究3：怎么確定坐標(biāo)原點(diǎn)o，建立直角坐標(biāo)系?把小球放在槽口末端處，用鉛筆記下這時(shí)球的球心在坐標(biāo)紙板上的水平投影點(diǎn)o，即為坐標(biāo)原點(diǎn)(槽口末端正上方R處)；再利用重錘線確定y軸方向和與之垂直的x軸方向。第十五頁，共22頁。(1)保證斜槽末端的切線必須水平。(2)木板平面豎直且平行于小球平拋的軌道平面，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近木板但不接觸。(3)坐標(biāo)原點(diǎn)不在斜槽口的末端，應(yīng)在槽口上方小球球心處實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):

OO′第十六頁，共22頁。(4)小球應(yīng)在同一位置無初速自由釋放；釋放的高度要適當(dāng)，使小球以合適的水平初速度拋出，其軌跡在坐標(biāo)紙的左上角到右下角間分布，從而減小測量誤差；(5)實(shí)驗(yàn)過程中木板不能動(dòng)(6)要在平拋軌道上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來計(jì)算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):

第十七頁，共22頁。yh9h4h16hxOABCDX1X2X3X4。1：4：9：16…思考：水平拋出的小球1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)…

的豎直位移之比是思考：怎么判定o點(diǎn)就是平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)第十八頁，共22頁。OyxA4A3A2A1M4M3M2M1y3思考、如何判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線？

假設(shè)軌跡是一條拋物線，則軌跡上各點(diǎn)應(yīng)滿足y=ax2。測出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)(x、y)，帶入y=ax2中求出a，就可知道代表這個(gè)軌跡的可能關(guān)系式；再測幾個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)代入驗(yàn)證。第十九頁，共22頁。例1、如圖所示，在《研究平拋運(yùn)動(dòng)》的實(shí)驗(yàn)中，描繪得到的平拋物體的軌跡的一部分，拋出點(diǎn)的位置沒有記錄，試根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。h1h2ssABC物體在AB段和BC段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間必相等，則有:解析:在軌跡上ABC三個(gè)點(diǎn)是水平間距相等的，故有：第二十頁，共22頁。例2、在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l＝1.25cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)中先后經(jīng)過的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0＝＿＿＿＿＿(用l、g表示)，其值是

(g取9.8m／s2)．dabc解析：由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律Δy=gT

2=lx=v0

T∴v0=x/T=2l/T=代入數(shù)字

l=1.25cm=1/80m得到v0=0.70m/s

0.70m/s實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律第二十一頁，共22頁。例3．如圖為某小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，用閃光照相的方法獲得的相片的一部分,圖中背景方格的邊長為5cm，g=10m/s2，則（1）小球平拋的初速度vo=

m/s（2）閃光頻率f=

H2（3）小球過A點(diǎn)的速率vA=

m/sABC解：由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，Δy=gt2=2×0.05=0.1m∴t=0.1sf=10Hzx=v0t∴v0