實驗：研究平拋運動

1、5.3實驗：研究平拋運動,1,PPT學習交流,實驗?zāi)康模?(1)用實驗方法描繪出平拋物體的運動軌跡； (2)從實驗軌跡求出平拋運動物體的初速度。,實驗:研究平拋運動,如何獲得平拋運動的軌跡?,2,PPT學習交流,實驗原理：,平拋物體的運動可以看作是兩個分運動的合運動： 一是水平方向的勻速直線運動。 另一個是豎直方向的自由落體運動。 1、令小球做平拋運動，利用描跡法描出小球的運動軌跡，即小球做平拋運動的曲線，建立坐標系。,測出曲線上的某一點的坐標x和y，,3,PPT學習交流,2、怎樣計算平拋物體的初速度？,水平方向上的勻速直線運動 豎直方向上的自由落體運動,平拋運動的兩個分運動為：,O,y,x,

2、v0,v0=,= x,測出軌跡上某一點的坐標(x、y)代入可求出v0,P（x，y）,4,PPT學習交流,1、如何獲得小球做平拋運動的軌跡？,方案一 ：,描跡法,5,PPT學習交流,方案二 ：,徑跡法,o,x,y,6,PPT學習交流,方案三 ：,用頻閃照相機得到物體運動的軌跡,照相法,7,PPT學習交流,實驗 怎樣得到平拋運動的軌跡? 方案一:,實驗器材：斜槽，鐵架臺，金屬小球，木板(附豎直固定支架)，有孔的卡片，坐標紙，圖釘，刻度尺，重錘線，鉛筆。,描跡法,8,PPT學習交流,實驗儀器,方案一:,描跡法,實驗器材：刻度尺,9,PPT學習交流,1、安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的

3、左上角固定斜槽，并使其末端的切線保持水平。 可用平衡法調(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。,實驗步驟:,10,PPT學習交流,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，使在重復實驗的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。,3、確定坐標原點O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時球心在白紙上的水平投影點O，O即為坐標原點。,11,PPT學習交流,4描繪運動軌跡：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

4、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個黑點，這就在白紙上記下了小球穿過孔時球心所對應(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。,12,PPT學習交流,（新教材做法） 描繪運動軌跡:把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上,如果小球運動中碰到筆尖,用鉛筆在該位置畫上一點,用同樣的方法,從同一位置釋放小球,在小球運動路線上描下若干點.,13,PPT學習交流,5、計算初速度：取下白紙，以O(shè)點為原點畫出豎直向下的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動的軌跡。,用公式

5、xv0t和ygt2/2計算出小球的初速度v0，最后計算出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六個不同的點，用刻度尺和三角板測出它們的坐標x和y。,14,PPT學習交流,幾個問題的思考,問題探究1：如何檢驗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，則可以認為斜槽末端水平。,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?,15,PPT學習交流,幾個問題的思考,問題探究4：每次都是從同一高度由靜止釋放的原因？,保證做平拋運動的初速度相等，描述的是同一條軌跡。

6、,問題探究3：怎么確定坐標原點o，建立直角坐標系?,把小球放在槽口末端處，用鉛筆記下這時球的球心在坐標紙板上的水平投影點o，即為坐標原點(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。,16,PPT學習交流,(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，并使小球的運動靠近木板但不接觸。 (3)坐標原點不在斜槽口的末端，應(yīng)在槽口上方小球球心處,實驗注意事項:,O,O,17,PPT學習交流,(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，使小球以合適的水平初速度拋出，其軌跡在坐標紙的左上角到右下角間分布，從而減小測量誤差； (5)實

7、驗過程中木板不能動 (6)要在平拋軌道上選取距O點遠些的點來計算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。,實驗注意事項:,18,PPT學習交流,y,h,9h,4h,16h,x,O,A,B,C,D,。,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點就是平拋運動的起點,19,PPT學習交流,O,y,x,A4,A3,A2,A1,M4,M3,M2,M1,y3,思考、如何判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線？,假設(shè)軌跡是一條拋物線，則軌跡上各點應(yīng)滿足y=ax2 。測出軌跡上某點的坐標(x、y)，帶入y=ax2中求出a，就可知道代表這個軌跡的可能關(guān)系式；再測幾個

8、點的坐標代入驗證。,20,PPT學習交流,例1、如圖所示，在研究平拋運動的實驗中，描繪得到的平拋物體的軌跡的一部分，拋出點的位置沒有記錄，試根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)求出平拋運動的初速度。,物體在AB段和BC段運動的時間必相等，則有:,解析:,在軌跡上ABC三個點是水平間距相等的，故有：,21,PPT學習交流,例2、在研究平拋物體運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l1.25cm，若小球在平拋運動中先后經(jīng)過的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0 (用l、g表示)，其值是 (g取9.8ms2),解析：由平拋運動規(guī)律,y=gT 2= l,x=v0 T, v0 = x/T=2l /T=,代入數(shù)字 l = 1.25cm=1/80 m,得到 v0 =0.70m/s,0.70m/s,實驗 研究平拋運動的規(guī)律,22,PPT學習交流,例3如圖為某小球做平拋運動時，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點的速率vA= m/s,解：由自由落體運動規(guī)律，,y=gt 2=20.05=0.1m,t=0.1s f=10Hz,x=v0 t v0 =x/t=30.05/0.1=1.5m/s,vBy =(y1+y2)/2t = 80.05/0